Panimula…………………………………………………………………………3
Ang paggamit ng mga radioactive sources sa iba't ibang
mga saklaw ng aktibidad ng tao……………………………………………………………….3
Industriya ng kemikal
Ekonomiya sa lungsod
Industriyang medikal
Radiation sterilization ng mga produkto at materyales
Produksyon ng mga radioisotope pacemaker
Presowing irradiation ng mga buto at tubers
Radioisotope diagnostics (pagpapasok ng radioactive na gamot sa katawan)
Ang radioactive na basura, mga problema sa kanilang pagtatapon…………………..8
Ang di-binuo na paraan……………………………………………………………………….12
Ang presyur ng mga panlabas na pangyayari………………………………………………………………….13
Paggawa ng desisyon at teknolohikal na pagiging kumplikado ng problema………………………………13
Kawalang-katiyakan ng konsepto…………………………………………………………………………14
Panimula
Sa kasalukuyan, mahirap makahanap ng sangay ng agham, teknolohiya, industriya, agrikultura at medisina kung saan hindi ginagamit ang mga mapagkukunan ng radioactivity (radioactive isotopes). Ang artipisyal at natural na radioactive isotopes ay isang makapangyarihan at banayad na tool para sa paglikha ng mga sensitibong pamamaraan ng pagsusuri at kontrol sa industriya, natatanging lunas para sa medikal na pagsusuri at paggamot ng mga malignant na neoplastic na sakit, isang epektibong paraan ng pag-impluwensya sa iba't ibang mga sangkap, kabilang ang mga organic. Ang pinakamahalagang resulta ay nakuha gamit ang isotopes bilang mga mapagkukunan ng radiation. Ang paglikha ng mga pag-install na may malakas na pinagmumulan ng radioactive radiation ay naging posible na gamitin ito para sa pagsubaybay at pagkontrol sa mga teknolohikal na proseso; teknikal na diagnostic; therapy ng mga sakit ng tao; pagkuha ng mga bagong katangian ng mga sangkap; ginagawang thermal at electrical energy ang decay energy ng mga radioactive substance, atbp. Ang pinakakaraniwang ginagamit na isotopes para sa mga layuning ito ay ⁶⁰CO, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs at plutonium isotopes. Upang maiwasan ang depressurization ng mga mapagkukunan, napapailalim sila sa mahigpit na mga kinakailangan para sa mekanikal, thermal at corrosion resistance. Nagbibigay ito ng garantiya ng higpit sa buong panahon ng pagpapatakbo ng pinagmulan.
Ang paggamit ng mga radioactive na mapagkukunan sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao.
Industriya ng kemikal
Radiation-kemikal na pagbabago ng isang polyamide na tela upang bigyan ito ng hydrophilic at antistatic na mga katangian.
Pagbabago ng mga materyales sa tela upang makakuha ng mga katangiang tulad ng lana.
Pagkuha ng mga telang cotton na may mga katangian ng antimicrobial.
Pagbabago ng radiation ng kristal upang makakuha ng mga produktong kristal ng iba't ibang kulay.
Bulkanisasyon ng radiation ng mga materyales na gawa sa goma.
Pagbabago ng radiation ng mga polyethylene pipe upang mapataas ang paglaban sa init at paglaban sa mga agresibong kapaligiran.
Pagpapatigas ng mga takip ng pintura at barnis sa iba't ibang mga ibabaw.
Bilang resulta ng pag-iilaw, ang malambot na kahoy ay nakakakuha ng isang makabuluhang mas mababang kakayahang sumipsip ng tubig, mataas na katatagan ng mga geometric na sukat at mas mataas na katigasan (produksyon ng mosaic parquet).
Ekonomiya sa lungsod
Paglilinis ng radiation at pagdidisimpekta ng wastewater.
Industriyang medikal
Radiation sterilization ng mga produkto at materyales
Kasama sa hanay ng mga produktong na-sterilize ng radiation ang mahigit isang libong bagay, kabilang ang mga disposable syringe, mga sistema ng serbisyo sa dugo, mga instrumentong medikal, mga tahi at dressing, iba't ibang prostheses na ginagamit sa cardiovascular surgery, traumatology at orthopedics. Ang pangunahing bentahe ng radiation sterilization ay maaari itong isagawa nang tuluy-tuloy sa mataas na throughput. Ito ay angkop para sa isterilisasyon ng mga natapos na produkto na nakaimpake sa mga lalagyan ng transportasyon o pangalawang packaging, at naaangkop din para sa isterilisasyon ng mga produkto at materyales na walang init.
Produksyon ng mga radioisotope pacemaker na may mga power supply batay sa ²³⁸Pu. Nakatanim sa katawan ng tao, ginagamit ang mga ito upang gamutin ang iba't ibang mga sakit sa ritmo ng puso na hindi pumapayag sa pagkakalantad sa droga. Ang paggamit ng isang radioisotope power source ay nagpapataas ng kanilang pagiging maaasahan, nagpapataas ng kanilang buhay ng serbisyo hanggang sa 20 taon, nagbabalik ng mga pasyente sa normal na buhay sa pamamagitan ng pagbawas sa bilang ng mga paulit-ulit na operasyon para sa pagtatanim ng isang pacemaker.
Industriya ng agrikultura at pagkain
Ang agrikultura ay isang mahalagang larangan ng aplikasyon ng ionizing radiation. Sa ngayon, sa pagsasagawa ng agrikultura at siyentipikong pananaliksik profile ng agrikultura, ang mga sumusunod na pangunahing lugar ng paggamit ng radioisotopes ay maaaring makilala:
Pag-iilaw ng mga bagay na pang-agrikultura (pangunahin ang mga halaman) na may mababang dosis upang pasiglahin ang kanilang paglaki at pag-unlad;
Application ng ionizing radiation para sa radiation mutagenesis at pag-aanak ng halaman;
Gamit ang paraan ng radiation sterilization upang labanan ang mga peste ng insekto ng mga halamang pang-agrikultura.
Presowing irradiation ng mga buto at tubers(trigo, barley, mais, patatas, beets, karot) ay nagpapabuti sa mga katangian ng paghahasik ng mga buto at tubers, pinabilis ang pag-unlad ng mga halaman (maagang kapanahunan), pinatataas ang resistensya ng halaman sa hindi kanais-nais na mga kadahilanan kapaligiran.
Sa lugar ng pag-aanak, isinasagawa ang pananaliksik sa mutagenesis. Ang layunin ay pumili ng mga macromutations para sa pagpaparami ng mataas na ani na mga varieties. Nakuha na ang mga radiation mutants ng interes para sa higit sa 50 mga pananim.
Ang paggamit ng ionizing radiation upang isterilisado ang mga peste sa mga elevator at kamalig ay maaaring mabawasan ng hanggang 20%.
Ito ay kilala na ang ionizing γ-radiation ay pumipigil sa pagtubo ng mga patatas at mga sibuyas, ay ginagamit para sa pagdidisimpekta ng mga pinatuyong prutas, concentrates ng pagkain, nagpapabagal sa pagkasira ng microbiological at nagpapahaba ng buhay ng istante ng mga prutas, gulay, karne, isda. Ang posibilidad na mapabilis ang mga proseso ng pagtanda ng mga alak at cognac, ang pagbabago ng rate ng pagkahinog ng prutas, pag-alis ng hindi kasiya-siyang amoy ng nakapagpapagaling na tubig ay ipinahayag. Sa industriya ng canning (isda, karne at pagawaan ng gatas, gulay at prutas), ang isterilisasyon ng de-latang pagkain ay malawakang ginagamit. Dapat pansinin na ang pag-aaral ng irradiated foodstuffs ay nagpakita na ang γ-irradiated foodstuffs ay hindi nakakapinsala.
Isinaalang-alang namin ang paggamit ng mga radioisotop na partikular sa mga indibidwal na industriya. Bilang karagdagan, ang mga radioisotop ay malawakang ginagamit sa industriya para sa mga sumusunod na layunin:
Pagsukat ng mga antas ng natutunaw na likido;
Pagsukat ng densidad ng mga likido at pulp;
Bilang ng mga bagay sa lalagyan;
Pagsukat ng kapal ng mga materyales;
Pagsukat ng kapal ng yelo sa sasakyang panghimpapawid at iba pang sasakyan;
Pagsukat ng density at moisture content ng mga lupa;
Hindi mapanirang γ-defectoscopy ng mga materyales ng produkto.
Direkta sa medikal na kasanayan, ang mga radioisotope therapeutic device ay nakahanap ng klinikal na aplikasyon, pati na rin ang mga klinikal na radioisotope diagnostics.
Ang mga γ-therapeutic device para sa panlabas na γ-irradiation ay pinagkadalubhasaan. Ang mga device na ito ay makabuluhang pinalawak ang mga posibilidad ng malayuang γ-therapy ng mga tumor sa pamamagitan ng paggamit ng mga opsyon sa static at mobile irradiation.
Ang iba't ibang mga opsyon at paraan ng paggamot sa radiation ay ginagamit para sa mga indibidwal na lokalisasyon ng mga tumor. Ang patuloy na limang taong pagpapagaling sa mga yugto 1, 2 at 3 ay nakuha, ayon sa pagkakabanggit, sa
90-95, 75-85 at 55-60% ng mga pasyente. Ang positibong papel ng radiation therapy sa paggamot ng kanser sa suso, baga, esophagus, oral cavity, larynx, pantog at iba pang mga organo ay kilala rin.
Radioisotope diagnostics (pagpapasok ng radioactive na gamot sa katawan) ay naging isang mahalagang bahagi ng proseso ng diagnostic sa lahat ng mga yugto ng pag-unlad ng sakit o ang pagtatasa ng functional na estado ng isang malusog na organismo. Ang radioisotope diagnostic studies ay maaaring ibuod sa mga sumusunod na pangunahing seksyon:
Ang pagpapasiya ng radyaktibidad ng buong katawan, mga bahagi nito, mga indibidwal na organo upang makilala ang pathological na kondisyon ng organ;
Pagpapasiya ng bilis ng paggalaw ng isang radioactive na paghahanda sa magkahiwalay na mga seksyon ng cardio-vascular system;
Pag-aaral ng spatial distribution ng radioactive na gamot sa katawan ng tao para sa visualization ng mga organo, pathological formations, atbp.
Kabilang sa mga pinakamahalagang aspeto ng mga diagnostic ay ang mga pathological na pagbabago sa cardiovascular system, napapanahong pagtuklas ng mga malignant neoplasms, pagtatasa ng estado ng buto, hematopoietic at lymphatic system ng katawan, na mahirap maabot na mga bagay para sa pananaliksik ng tradisyonal na klinikal. at instrumental na pamamaraan.
Ang Nay na may label na ¹³y ay ipinakilala sa klinikal na kasanayan para sa pagsusuri ng mga sakit sa thyroid; NaCe na may label na ²⁴Na upang pag-aralan ang lokal at pangkalahatang daloy ng dugo;
Na₃PO₄ na may label na ³³P upang pag-aralan ang mga proseso ng akumulasyon nito sa mga pormasyon ng pigment ng balat at iba pang mga pagbuo ng tumor.
Ang diagnostic na paraan sa neurology at neurosurgery gamit ang isotopes ⁴⁴Tc, ¹³³Xe at ¹⁶⁹Y ay nakakuha ng nangungunang kahalagahan. Ito ay kinakailangan para sa isang mas tumpak na pagsusuri ng mga sakit ng utak, pati na rin ang mga sakit ng cardiovascular system. Sa nephrology at urology, ang mga radioactive na paghahanda na naglalaman ng ¹³¹Y, ¹⁹⁷Hg,
¹⁶⁹Yb, ⁵¹Cr at ¹¹³Yn. Salamat sa pagpapakilala ng mga pamamaraan ng pagsusuri ng radioisotope, ang maagang morbidity ng mga bato at iba pang mga organo ay bumuti.
Ang inilapat na siyentipikong aplikasyon ng p/isotopes ay napakalawak. Tingnan natin ang ilan:
Ang praktikal na interes ay ang paggamit ng radioisotope power plants (REP) na may electric power mula sa ilang unit hanggang daan-daang watts. Ang mga radioisotope thermoelectric generators ay natagpuan ang pinakadakilang praktikal na aplikasyon, kung saan ang conversion ng r / a decay energy sa elektrikal na enerhiya ay isinasagawa gamit ang mga thermoelectric converter, ang mga naturang power plant ay nakikilala sa pamamagitan ng kumpletong awtonomiya, ang kakayahang magtrabaho sa anumang klimatiko na kondisyon, isang mahaba buhay ng serbisyo at pagiging maaasahan sa pagpapatakbo.
Tinitiyak ng mga pinagmumulan ng kapangyarihan ng radioisotope ang operasyon sa mga sistema ng mga awtomatikong istasyon ng meteorolohiko; sa mga sistema ng kagamitan sa nabigasyon sa liblib at walang nakatirang mga lugar (supply ng kuryente para sa mga beacon, mga nangungunang palatandaan, mga ilaw sa nabigasyon).
Salamat sa positibong karanasan sa paggamit ng mga ito sa mababang kondisyon ng temperatura, naging posible na gamitin ang mga ito sa Antarctica.
Alam din na ang mga isotope power plant na may ²¹ºPo ay ginamit sa mga sasakyang gumagalaw sa ibabaw ng Buwan (lunar rovers).
Ang paggamit ng r/a isotopes sa siyentipikong pananaliksik ay hindi maaaring labis na tantiyahin, dahil ang lahat ng mga kasanayan ay nagmumula sa mga positibong resulta sa pananaliksik.
Bilang karagdagan, dapat din nating banggitin ang mga napakakitid na espesyalisasyon tulad ng pagkontrol ng peste sa mga sinaunang bagay ng sining, pati na rin ang paggamit ng mga natural na radioactive isotopes sa mga paliguan ng radon at putik sa paggamot sa spa.
Sa pagtatapos ng buhay ng pagpapatakbo ng R / A, ang mga mapagkukunan ay dapat maihatid sa inireseta na paraan sa mga espesyal na halaman para sa pagproseso (conditioning) na may kasunod na pagtatapon bilang radioactive na basura.
Ang radioactive na basura, mga problema sa kanilang pagtatapon
Ang problema ng radioactive waste ay isang partikular na kaso ng pangkalahatang problema ng polusyon sa kapaligiran ng dumi ng tao. Ngunit sa parehong oras, ang binibigkas na pagtitiyak ng RW ay nangangailangan ng paggamit ng mga tiyak na pamamaraan upang matiyak ang kaligtasan para sa mga tao at biosphere.
Ang makasaysayang karanasan sa paghawak ng mga basurang pang-industriya at sambahayan ay nabuo sa mga kondisyon kung saan ang kamalayan sa panganib ng basura at mga programa para sa neutralisasyon nito ay batay sa mga direktang sensasyon. Ang mga posibilidad ng huli ay tiniyak ang kasapatan ng kamalayan ng mga koneksyon ng mga impluwensyang direktang nakikita ng mga pandama sa paparating na mga kahihinatnan. Ang antas ng kaalaman ay naging posible upang ipakita ang lohika ng mga mekanismo ng epekto ng basura sa mga tao at biosphere, na medyo tumpak na tumutugma sa mga totoong proseso. Ang praktikal na binuo tradisyonal na mga ideya tungkol sa mga pamamaraan ng pagtatapon ng basura ay kasaysayan na sinamahan ng mga qualitatively iba't ibang mga diskarte na binuo sa pagtuklas ng mga microorganism, na bumubuo hindi lamang sa empirically, ngunit din sa siyentipikong batay sa metodolohikal na tinitiyak ang kaligtasan ng mga tao at kanilang kapaligiran. Sa medisina at mga sistema ng pamamahala sa lipunan, nabuo ang kaukulang mga sub-sektor, halimbawa, mga gawaing sanitary at epidemiological, kalinisan ng komunidad, atbp.
Sa mabilis na pag-unlad ng kimika at paggawa ng kemikal, ang mga bagong elemento at mga compound ng kemikal, kabilang ang mga hindi umiiral sa kalikasan, ay lumitaw sa napakaraming dami sa basurang pang-industriya at sambahayan. Sa mga tuntunin ng sukat, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay naging maihahambing sa mga natural na proseso ng geochemical. Ang sangkatauhan ay nahaharap sa pangangailangan na maabot ang isang iba't ibang antas ng pagtatasa ng problema, na dapat isaalang-alang, halimbawa, pinagsama-samang at naantala na mga epekto, mga pamamaraan para sa pagtukoy ng mga dosis ng mga epekto, ang pangangailangan na gumamit ng mga bagong pamamaraan at espesyal na napakasensitibong kagamitan para sa pag-detect ng panganib, atbp.
Isang qualitatively different na panganib, bagama't katulad ng kemikal sa ilan sa mga palatandaan, na dinala sa tao "radioactivity" , bilang isang kababalaghan na hindi direktang nakikita ng mga pandama ng tao, ay hindi nawasak ng mga pamamaraan na alam ng sangkatauhan, at sa pangkalahatan ay hindi pa rin sapat na pinag-aralan: imposibleng ibukod ang pagtuklas ng mga bagong katangian, epekto at kahihinatnan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Samakatuwid, sa pagbuo ng pangkalahatan at tiyak na pang-agham at praktikal na mga gawain "upang maalis ang panganib ng RW" at, lalo na, sa paglutas ng mga problemang ito, ang mga patuloy na paghihirap ay lumitaw, na nagpapakita na ang tradisyonal na pagbabalangkas ay hindi tumpak na sumasalamin sa tunay, layunin ng kalikasan ng ang "problema sa RW". Gayunpaman, ang ideolohiya ng naturang pahayag ay laganap sa legal at di-legal na mga dokumento ng isang pambansa at interstate na kalikasan, na, bilang maaaring ipagpalagay, ay sumasaklaw sa isang malawak na hanay ng mga modernong pang-agham na pananaw, direksyon, pananaliksik at praktikal na mga aktibidad; isaalang-alang ang mga pag-unlad ng lahat ng kilalang domestic at dayuhang organisasyon na nakikitungo sa "problema sa basura ng radiation".
Ang Dekreto ng Pamahalaan ng Russian Federation noong Oktubre 23, 1995 No. 1030 ay inaprubahan ang Federal Target Program "Pamamahala ng radioactive waste at ginugol nuklear na materyales, ang kanilang paggamit at pagtatapon para sa 1996-2005".
Ang radioactive na basura ay isinasaalang-alang dito "bilang mga sangkap na hindi napapailalim sa karagdagang paggamit (sa alinmang estado ng pagsasama-sama), mga materyales, produkto, kagamitan, mga bagay ng biological na pinagmulan, kung saan ang nilalaman ng radionuclides ay lumampas sa mga antas na itinatag ng mga regulasyong pagsasabatas. Ang Programa ay may espesyal na seksyon na "Estado ng problema", na naglalaman ng isang paglalarawan ng mga partikular na pasilidad at pampublikong lugar kung saan nagaganap ang "radioactive waste management", pati na rin ang mga pangkalahatang quantitative na katangian ng "radiological waste problem" sa Russia.
"Ang isang malaking halaga ng naipon na unconditioned radioactive waste, hindi sapat teknikal na paraan upang matiyak ang ligtas na paghawak ng mga basurang ito at ginastos na nuclear fuel, ang kakulangan ng maaasahang mga pasilidad sa imbakan para sa kanilang pangmatagalang imbakan at (o) pagtatapon ay nagdaragdag ng panganib ng mga aksidente sa radiation at lumikha ng isang tunay na banta ng radioactive na kontaminasyon ng kapaligiran, labis na pagkakalantad ng ang populasyon at tauhan ng mga organisasyon at negosyo na ang mga aktibidad ay nauugnay sa paggamit ng atomic energy at radioactive materials”.
Ang mga pangunahing pinagmumulan ng mataas na antas ng radioactive waste (RW) ay ang enerhiyang nuklear (ginastos na nuclear fuel) at mga programang militar (plutonium mula sa mga nuclear warhead, ginastos na gasolina mula sa mga transport reactor ng mga nuclear submarine, likidong basura mula sa mga radiochemical na halaman, atbp.).
Ang tanong ay lumitaw: dapat bang ituring ang RW bilang basura lamang o bilang isang potensyal na mapagkukunan ng enerhiya? Ang sagot sa tanong na ito ay tumutukoy kung gusto naming iimbak ang mga ito (sa isang naa-access na anyo) o ilibing ang mga ito (ibig sabihin, gawin silang hindi naa-access). Ang karaniwang tinatanggap na sagot sa kasalukuyan ay ang RW ay talagang basura, maliban sa plutonium. Ang plutonium ay maaaring theoretically magsilbi bilang isang mapagkukunan ng enerhiya, kahit na ang teknolohiya para sa pagkuha ng enerhiya mula dito ay kumplikado at medyo mapanganib. Maraming mga bansa, kabilang ang Russia at ang Estados Unidos, ay nasa sangang-daan na ngayon: upang ilunsad ang plutonium na teknolohiya gamit disarmament plutonium, o ibaon ang plutonium na ito? Kamakailan, inanunsyo ng gobyerno ng Russia at Minatom na gusto nilang iproseso ang plutonium na may grade-sa-arms kasama ang US; nangangahulugan ito ng posibilidad na magkaroon ng plutonium energy.
Sa loob ng 40 taon, pinaghahambing ng mga siyentipiko ang mga opsyon para sa pag-alis ng radioactive waste. Ang pangunahing ideya ay dapat silang ilagay sa isang lugar na hindi nila makapasok kapaligiran at saktan ang isang tao. Ang kakayahang ito na makapinsala sa radioactive na basura ay pinananatili sa loob ng sampu at daan-daang libong taon. Iradiated nuclear fuel na kinukuha namin mula sa reactor na naglalaman radioisotopes na may kalahating buhay mula sa ilang oras hanggang isang milyong taon (half-life ay ang oras kung kailan ang halaga radioactive substance bumababa ng kalahati, at sa ilang mga kaso ay lumalabas ang mga bagong radioactive substance). Ngunit ang kabuuang radyaktibidad ng basura ay bumababa nang malaki sa paglipas ng panahon. Para sa radium, ang kalahating buhay ay 1620 taon, at madaling kalkulahin na pagkatapos ng 10 libong taon, humigit-kumulang 1/50 ng orihinal na halaga ng radium ang mananatili. Ang mga regulasyon ng karamihan sa mga bansa ay nagbibigay para sa kaligtasan ng basura sa loob ng 10 libong taon. Siyempre, hindi ito nangangahulugan na pagkatapos ng panahong ito ay hindi na mapanganib ang RW: inilipat na lang natin ang karagdagang responsibilidad para sa RW sa mga malalayong supling. Para dito, kinakailangan na ang mga lugar at anyo ng paglilibing ng mga basurang ito ay dapat malaman ng mga susunod na henerasyon. Tandaan na ang buong nakasulat na kasaysayan ng sangkatauhan ay wala pang 10 libong taon. Ang mga gawain na lumitaw sa panahon ng pagtatapon ng radioactive na basura ay hindi pa nagagawa sa kasaysayan ng teknolohiya: ang mga tao ay hindi kailanman nagtakda sa kanilang sarili ng mga pangmatagalang layunin.
Ang isang kagiliw-giliw na aspeto ng problema ay na ito ay kinakailangan hindi lamang upang protektahan ang isang tao mula sa basura, ngunit sa parehong oras protektahan ang basura mula sa isang tao. Sa panahon na inilaan para sa kanilang libing, maraming sosyo-ekonomikong pormasyon ang magbabago. Hindi maitatanggi na sa isang tiyak na sitwasyon ang radioactive waste ay maaaring maging isang kanais-nais na target para sa mga terorista, mga target para sa welga sa panahon ng labanang militar atbp. Malinaw na, ang pakikipag-usap tungkol sa millennia, hindi tayo maaaring umasa sa, sabihin nating, kontrol at proteksyon ng gobyerno - imposibleng mahulaan kung anong mga pagbabago ang maaaring mangyari. Maaaring pinakamahusay na gawing pisikal na hindi naa-access ng mga tao ang basura, bagaman, sa kabilang banda, magiging mahirap para sa ating mga inapo na gumawa ng karagdagang mga hakbang sa seguridad.
Malinaw na walang teknikal na solusyon, walang artipisyal na materyal ang maaaring "gumana" sa libu-libong taon. Ang malinaw na konklusyon ay ang natural na kapaligiran mismo ay dapat na ihiwalay ang basura. Isinaalang-alang ang mga opsyon: ilibing nang malalim ang radioactive waste oceanic depressions, sa ilalim sediments ng karagatan, sa polar caps; ipadala sila sa space; ilagay ang mga ito sa malalim na mga layer ng crust ng lupa. Sa kasalukuyan ay karaniwang tinatanggap iyon pinakamahusay na paraan– pagtatapon ng basura sa malalim heolohikal na pormasyon.
Malinaw na ang RW sa solidong anyo ay mas madaling makapasok sa kapaligiran (migration) kaysa sa likidong RW. Samakatuwid, ipinapalagay na ang likidong radioactive na basura ay unang gagawing solidong anyo (vitrified, naging ceramics, atbp.). Gayunpaman, ang pag-iniksyon ng likidong mataas na antas ng radioactive na basura sa malalim na underground horizon (Krasnoyarsk, Tomsk, Dimitrovgrad) ay ginagawa pa rin sa Russia.
Sa kasalukuyan, ang tinatawag na "multi-barrier" o "deep echeloned" konsepto ng libing. Ang basura ay unang nilalaman ng matrix (salamin, keramika, fuel pellets), pagkatapos ay sa pamamagitan ng multi-purpose na lalagyan (ginagamit para sa transportasyon at para sa pagtatapon), pagkatapos ay sa pamamagitan ng sorbent (absorbent) na punan sa paligid ng mga lalagyan, at sa wakas ng geological kapaligiran.
Kaya, susubukan naming ibaon ang radioactive na basura sa mga malalim na geological fraction. Kasabay nito, binigyan kami ng isang kondisyon: upang ipakita na ang aming libing ay gagana, tulad ng aming plano, sa loob ng 10 libong taon. Tingnan natin ngayon kung anong mga problema ang makakaharap natin sa daan.
Ang mga unang problema ay nakatagpo sa yugto ng pagpili ng mga site para sa pag-aaral.
Sa US, halimbawa, walang isang estado ang gusto. Upang ang isang pambansang libingan ay matatagpuan sa teritoryo nito. Ito ay humantong sa katotohanan na, sa pamamagitan ng mga pagsisikap ng mga pulitiko, maraming potensyal na angkop na mga lugar ang tinanggal mula sa listahan, at hindi batay sa isang siyentipikong diskarte, ngunit bilang isang resulta ng mga larong pampulitika.
Ano ang hitsura nito sa Russia? Sa kasalukuyan, sa Russia, posible pa ring mag-aral ng mga lugar nang hindi nakakaramdam ng makabuluhang presyon mula sa mga lokal na awtoridad (kung hindi ipagpalagay ng isang tao ang libing malapit sa mga lungsod!). Naniniwala ako na habang lumalakas ang tunay na kalayaan ng mga rehiyon at sakop ng Federation, lilipat ang sitwasyon patungo sa sitwasyon ng US. Mayroon na, may posibilidad na ilipat ng Minatom ang aktibidad nito sa mga pasilidad ng militar kung saan halos walang kontrol: halimbawa, ang Novaya Zemlya archipelago (Russian test site No. 1) ay dapat na lumikha ng isang libingan, bagaman ito ay malayo. mula sa mga geological parameter. ang pinakamahusay na lugar, na tatalakayin pa.
Ngunit ipagpalagay na ang unang yugto ay tapos na at ang site ay napili. Kinakailangang pag-aralan ito at magbigay ng pagtataya ng paggana ng lugar ng libing sa loob ng 10 libong taon. Narito ang isang bagong problema.
Ang hindi pag-unlad ng pamamaraan.
Ang geology ay isang deskriptibong agham. Ang mga hiwalay na sangay ng geology ay nakikibahagi sa mga hula (halimbawa, hinuhulaan ng engineering geology ang pag-uugali ng mga lupa sa panahon ng konstruksyon, atbp.), ngunit hindi kailanman naatasang ang geology sa paghula ng pag-uugali ng mga sistemang geological sa loob ng sampu-sampung libong taon. Mula sa maraming taon ng pagsasaliksik sa iba't ibang bansa, kahit na ang mga pag-aalinlangan ay lumitaw kung posible ang isang mas marami o hindi gaanong maaasahang hula para sa mga naturang panahon.
Isipin, gayunpaman, na nagawa naming bumuo ng isang makatwirang plano para sa paggalugad sa site. Malinaw na ang pagpapatupad ng planong ito ay tatagal ng maraming taon: halimbawa, ang Mount Yaka sa Nevada ay pinag-aralan nang higit sa 15 taon, ngunit ang konklusyon tungkol sa pagiging angkop o hindi angkop ng bundok na ito ay gagawin nang hindi mas maaga kaysa sa 5 taon mamaya . Kasabay nito, ang programa ng pagtatapon ay sasailalim sa pagtaas ng presyon.
Ang presyon ng mga panlabas na pangyayari.
Ang basura ay hindi pinansin noong Cold War; sila ay naipon, nakaimbak sa mga pansamantalang lalagyan, nawala, atbp. Ang isang halimbawa ay ang pasilidad ng militar ng Hanford (katulad ng ating Mayak), kung saan mayroong ilang daang higanteng tangke na may likidong basura, at para sa marami sa kanila ay hindi alam kung ano ang nasa loob. Ang isang sample ay nagkakahalaga ng 1 milyong dolyar! Sa parehong lugar, sa Hanford, ang mga nakabaon at "nakalimutan" na mga bariles o mga kahon ng basura ay matatagpuan halos isang beses sa isang buwan.
Sa pangkalahatan, sa paglipas ng mga taon ng pag-unlad ng mga teknolohiyang nuklear, maraming basura ang naipon. Ang mga pansamantalang pasilidad ng imbakan sa maraming mga planta ng nuclear power ay malapit nang mapuno, at sa mga pasilidad ng militar sila ay madalas na nasa bingit ng "katandaan" na pagkabigo o kahit na higit pa.
Kaya ang problema sa libing ay nangangailangan apurahan mga solusyon. Ang kamalayan sa pagkaapurahan na ito ay nagiging mas talamak, lalo na mula noong 430 mga power reactor, daan-daang research reactor, daan-daang transport reactor ng nuclear submarine, cruiser at icebreaker ang patuloy na nag-iipon ng radioactive waste. Ngunit ang mga taong naka-back up laban sa pader ay hindi kinakailangang makabuo ng pinakamahusay na mga teknikal na solusyon, at ang mga pagkakataon ng mga pagkakamali ay tumataas. Samantala, sa mga desisyon na may kaugnayan sa teknolohiyang nuklear, ang mga pagkakamali ay maaaring maging napakamahal.
Sa wakas, ipagpalagay natin na gumugol tayo ng 10-20 bilyong dolyar at 15-20 taon sa pag-aaral ng isang potensyal na site. Oras na para magdesisyon. Malinaw, walang perpektong lugar sa Earth, at anumang lugar ay magkakaroon ng positibo at negatibong mga katangian sa mga tuntunin ng libing. Malinaw, ang isa ay kailangang magpasya kung ang mga positibong katangian ay mas malaki kaysa sa mga negatibo, at kung ang mga positibong katangian ay nagbibigay ng sapat na seguridad.
Paggawa ng desisyon at teknolohikal na kumplikado ng problema
Ang problema ng libing ay teknikal na lubhang kumplikado. Samakatuwid, napakahalaga na magkaroon, una, mataas na kalidad na agham, at pangalawa, epektibong pakikipag-ugnayan (tulad ng sinasabi nila sa America - "interface") sa pagitan ng agham at mga gumagawa ng desisyon.
Ang konsepto ng Russia ng underground na paghihiwalay ng radioactive waste at ginugol na nuclear fuel sa permafrost ay binuo sa Institute of Industrial Technology ng Ministry of Atomic Energy ng Russia (VNIPIP). Inaprubahan ito ng State Ecological Expertise ng Ministry of Ecology and Natural Resources ng Russian Federation, Ministry of Health ng Russian Federation at Gosatomnadzor ng Russian Federation. Ang pang-agham na suporta para sa konsepto ay ibinibigay ng Kagawaran ng Permafrost Science sa Moscow State University. Dapat tandaan na ang konsepto na ito ay natatangi. Sa pagkakaalam ko, walang bansa sa mundo ang isinasaalang-alang ang isyu ng pagtatapon ng RW sa permafrost.
Ang pangunahing ideya ay ito. Naglalagay kami ng mga basurang nagdudulot ng init sa permafrost at pinaghihiwalay ang mga ito mula sa mga bato na may hindi mapasok na engineering barrier. Dahil sa paglabas ng init, ang permafrost sa paligid ng libingan ay nagsisimulang matunaw, ngunit pagkaraan ng ilang oras, kapag bumababa ang paglabas ng init (dahil sa pagkabulok ng mga panandaliang isotopes), ang mga bato ay muling magyeyelo. Samakatuwid, ito ay sapat na upang matiyak ang impenetrability ng mga hadlang sa engineering para sa oras na ang permafrost ay matunaw; pagkatapos ng pagyeyelo, ang paglipat ng radionuclides ay nagiging imposible.
Kawalang-katiyakan ng konsepto
Mayroong hindi bababa sa dalawang seryosong problema na nauugnay sa konseptong ito.
Una, ipinapalagay ng konsepto na ang mga nagyelo na bato ay hindi tinatablan ng radionuclides. Sa unang tingin, ito ay tila makatwiran: ang lahat ng tubig ay nagyelo, ang yelo ay karaniwang hindi kumikibo at hindi natutunaw ang mga radionuclides. Ngunit kung maingat kang magtrabaho kasama ang panitikan, lumalabas na maraming mga elemento ng kemikal ang aktibong lumipat sa mga nagyeyelong bato. Kahit na sa temperatura na -10-12ºC, ang hindi nagyeyelo, tinatawag na film water ay naroroon sa mga bato. Ang pinakamahalaga, ang mga katangian ng mga radioactive na elemento na bumubuo sa RW, mula sa punto ng view ng kanilang posibleng paglipat sa permafrost, ay hindi pa pinag-aralan. Samakatuwid, ang pagpapalagay tungkol sa impermeability ng frozen na mga bato para sa radionuclides ay walang anumang pundasyon.
Pangalawa, kahit na lumalabas na ang permafrost ay talagang isang mahusay na RW insulator, imposibleng patunayan na ang permafrost mismo ay magtatagal nang sapat: naaalala namin na ang mga pamantayan ay nagbibigay para sa libing sa loob ng 10 libong taon. Ito ay kilala na ang estado ng permafrost ay tinutukoy ng klima, at ang dalawang pinakamahalagang parameter ay ang temperatura ng hangin at ang halaga. pag-ulan. Tulad ng alam mo, tumataas ang temperatura ng hangin dahil sa global climate change. Ang pinakamataas na rate ng pag-init ay nangyayari nang eksakto sa gitna at mataas na latitude ng hilagang hemisphere. Malinaw na ang gayong pag-init ay dapat humantong sa pagtunaw ng yelo at pagbabawas ng permafrost.
Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang aktibong lasaw ay maaaring magsimula sa 80-100 taon, at ang rate ng lasaw ay maaaring umabot sa 50 metro bawat siglo. Kaya, ang mga frozen na bato ng Novaya Zemlya ay maaaring ganap na mawala sa 600-700 taon, na 6-7% lamang ng oras na kinakailangan para sa paghihiwalay ng basura. Nang walang permafrost Ang mga carbonate na bato ng Novaya Zemlya ay may napakababang insulating properties na may paggalang sa radionuclides.
Ang problema sa pag-iimbak at pagtatapon ng radioactive waste (RW) ay ang pinakamahalaga at hindi nalutas na problema ng nuclear energy.
Wala pang nakakaalam sa mundo kung saan at kung paano mag-imbak ng mataas na antas ng radioactive na basura, bagama't ang gawain sa direksyong ito ay isinasagawa. Sa ngayon, pinag-uusapan natin ang tungkol sa promising, at hindi nangangahulugang mga teknolohiyang pang-industriya para sa pagkulong ng mataas na aktibong radioactive na basura sa refractory glass o ceramic compound. Gayunpaman, hindi malinaw kung paano kikilos ang mga materyales na ito sa ilalim ng impluwensya ng radioactive na basura na nakapaloob sa kanila sa loob ng milyun-milyong taon. Ang ganitong mahabang buhay ng istante ay dahil sa malaking kalahating buhay ng isang bilang ng mga radioactive na elemento. Malinaw na ang kanilang paglabas sa labas ay hindi maiiwasan, dahil ang materyal ng lalagyan kung saan sila ay nakapaloob ay hindi gaanong "buhay".
Ang lahat ng teknolohiya sa pagpoproseso at pag-iimbak ng RW ay may kondisyon at kaduda-dudang. At kung ang mga nukleyar na siyentipiko, gaya ng dati, ay pinagtatalunan ang katotohanang ito, kung gayon ito ay angkop na tanungin sila: "Nasaan ang garantiya na ang lahat ng umiiral na mga pasilidad ng imbakan at mga libingan ay hindi mga carrier ng radioactive contamination na ngayon, dahil ang lahat ng mga obserbasyon sa kanila ay nakatago. mula sa publiko?"
Mayroong ilang mga libingan sa ating bansa, bagaman sinusubukan nilang manahimik tungkol sa kanilang pag-iral. Ang pinakamalaking ay matatagpuan sa rehiyon ng Krasnoyarsk malapit sa Yenisei, kung saan ang mga basura mula sa karamihan ng mga halaman ng nuclear power ng Russia at mga basurang nuklear mula sa isang bilang ng mga bansang European ay inilibing. Sa panahon ng pananaliksik sa imbakan na ito, ang mga resulta ay naging positibo, ngunit kamakailan ang mga obserbasyon ay nagpapakita ng isang paglabag sa ecosystem ng Yenisei River, na ang mutant fish ay lumitaw, ang istraktura ng tubig ay nagbago sa ilang mga lugar, kahit na ang data ng maingat na nakatago ang mga siyentipikong pagsusuri.
Sa mundo, ang mataas na antas ng radioactive na basura ay hindi pa nalilibing; mayroon lamang karanasan sa kanilang pansamantalang imbakan.
1. Vershinin N. V. Mga kinakailangan sa kalusugan at teknikal para sa mga selyadong pinagmumulan ng radiation.
Sa libro. "Mga Pamamaraan ng Symposium". M., Atomizdat, 1976
2. Frumkin M. L. et al. Mga teknolohikal na pundasyon ng paggamot sa radiation produktong pagkain. M., industriya ng pagkain, 1973
3. Breger A. Kh. Radioactive isotopes bilang pinagmumulan ng radiation sa radiation-chemical technology. Isotopes sa USSR, 1975, No. 44 pp. 23-29.
4. Pertsovsky E. S., Sakharov E. V. Mga aparatong radioisotope sa industriya ng pagkain, ilaw at pulp at papel. M., Atomizdat, 1972
5. Vorobyov E. I., Pobedinsky M. N. Mga sanaysay sa pagpapaunlad ng domestic radiation medicine. M., Medisina, 1972
6. Pagpili ng lugar para sa pagtatayo ng pasilidad ng imbakan para sa radioactive na basura. E. I. M., TsNIIatominform, 1985, No. 20.
7. Kasalukuyang estado mga problema sa pagtatapon ng radioactive na basura sa Estados Unidos. Teknolohiyang nuklear Sa ibang bansa, 1988, No. 9.
8. Heinonen Dis, Disera F. Nuclear Waste Disposal: Underground Storage Processes: IAEA Bulletin, Vienna, 1985, Vol. 27, No. 2.
9. Geological na pag-aaral ng mga site para sa huling pagtatapon ng radioactive na basura: E. I. M.: TsNIIatominform, 1987, No. 38.
10. R. V. Bryzgalova, Yu. M. Rogozin, G. S. Sinitsyna, et al., "Pagsusuri ng ilang mga radiochemical at geochemical na kadahilanan na tumutukoy sa lokalisasyon ng radionuclides sa panahon ng pagtatapon ng radioactive na basura sa mga geological formations," At. Mga materyales ng 6th CMEA Symposium, vol. 2, 1985
slide 2
Radioactivity - ang pagbabago ng atomic nuclei sa ibang nuclei, na sinamahan ng paglabas ng iba't ibang particle at electromagnetic radiation. Kaya ang pangalan ng phenomenon: sa Latin radio - I radiate, activus - effective. Ang salitang ito ay ipinakilala ni Marie Curie. Sa panahon ng pagkabulok ng isang hindi matatag na nucleus - isang radionuclide, ang isa o higit pang mga particle na may mataas na enerhiya ay lumilipad palabas dito sa mataas na bilis. Ang daloy ng mga particle na ito ay tinatawag na radioactive radiation o simpleng radiation.
slide 3
Kapag ang mga makapangyarihang mapagkukunan ng radiation ay lumitaw sa mga kamay ng mga mananaliksik, milyon-milyong beses na mas malakas kaysa sa uranium (ito ay mga paghahanda ng radium, polonium, actinium), posible na maging mas pamilyar sa mga katangian ng radioactive radiation. Ernest Rutherford, mag-asawang Maria at Pierre Curie, A. Becquerel, at marami pang iba ay aktibong nakibahagi sa mga unang pag-aaral sa paksang ito. Una sa lahat, pinag-aralan ang pagtagos ng kapangyarihan ng mga sinag, pati na rin ang epekto sa radiation magnetic field. Ito ay naka-out na ang radiation ay inhomogeneous, ngunit ito ay isang pinaghalong "ray". Natuklasan ni Pierre Curie na kapag ang isang magnetic field ay kumikilos sa radium radiation, ang ilang mga sinag ay pinalihis habang ang iba ay hindi. Ito ay kilala na ang magnetic field ay nagpapalihis lamang ng mga sisingilin na lumilipad na particle, parehong positibo at negatibo sa iba't ibang direksyon. Sa direksyon ng pagpapalihis, tiniyak namin na ang mga pinalihis?-ray ay negatibong na-charge. Ang mga karagdagang eksperimento ay nagpakita na walang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng cathode at? rays, kung saan sinundan nito na ang mga ito ay kumakatawan sa isang stream ng mga electron. Ang mga deflecting ray ay may mas malakas na kakayahang tumagos sa iba't ibang mga materyales, habang ang mga hindi nagpapalihis ay madaling hinihigop kahit na sa manipis na aluminum foil - ganito, halimbawa, ang radiation ng bagong elemento na polonium ay kumilos - ang radiation nito ay hindi tumagos kahit na sa pamamagitan ng ang mga dingding ng karton ng kahon kung saan nakaimbak ang gamot. Kapag gumagamit ng mas malalakas na magnet, lumalabas na ang?-ray ay lumilihis din, mas mahina lamang kaysa sa?-ray, at sa kabilang direksyon. Mula dito ay sumunod na ang mga ito ay positibong sisingilin at may mas malaking masa (tulad ng nalaman sa kalaunan, ang masa ng?-mga partikulo ay 7740 beses na mas malaki kaysa sa masa ng isang elektron). Ang phenomenon na ito ay unang natuklasan noong 1899 nina A. Becquerel at F. Gisel. Nang maglaon, ang mga particle ay ang nuclei ng helium atoms (nuclide 4He) na may singil na +2 at isang mass na 4 cu.-ray, natuklasan niya sa radiation ng radium ang ikatlong uri ng mga sinag na hindi lumilihis. sa pinakamalakas na magnetic field, ang pagtuklas na ito sa lalong madaling panahon ay nakumpirma ni Becquerel. Ang ganitong uri ng radiation, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa alpha at beta rays, ay tinawag na gamma ray, ang pagtatalaga ng iba't ibang radiation sa pamamagitan ng mga unang titik ng alpabetong Greek ay iminungkahi ni Rutherford. Ang mga gamma ray ay naging katulad ng mga X-ray, i.e. sila ay kumakatawan electromagnetic radiation, ngunit may mas maiikling wavelength at katumbas na mas mataas na enerhiya. Ang lahat ng mga uri ng radiation ay inilarawan ni M. Curie sa kanyang monograph na "Radium at Radioactivity". Sa halip na isang magnetic field, ang isang electric field ay maaaring gamitin upang "hatiin" ang radiation, tanging ang mga sisingilin na particle sa loob nito ay lilihis nang hindi patayo. mga linya ng puwersa, at kasama nila - patungo sa mga deflecting plate. Sa loob ng mahabang panahon ay hindi malinaw kung saan nagmula ang lahat ng mga sinag na ito. Sa paglipas ng ilang dekada, ang likas na katangian ng radioactive radiation at ang mga katangian nito ay pinaliwanag ng gawain ng maraming physicist, at natuklasan ang mga bagong uri ng radioactivity. Ang mga alpha ray ay pangunahing naglalabas ng nuclei ng pinakamabigat at samakatuwid ay hindi gaanong matatag na mga atomo (sa periodic table sila ay matatagpuan pagkatapos ng lead). Ito ay mga particle ng mataas na enerhiya. Karaniwan bang maraming grupo? -mga particle, na ang bawat isa ay may mahigpit na tinukoy na enerhiya. So, halos lahat? -Ang mga particle na ibinubuga mula sa 226Ra nuclei ay may enerhiya na 4.78 MeV (MeV) at isang maliit na bahagi? -mga particle na may enerhiya na 4.60 MeV. Ang isa pang isotope ng radium - 221Ra ay nagpapalabas ng apat na grupo? -mga particle na may energies na 6.76, 6.67, 6.61 at 6.59 MeV. Ito ay nagpapahiwatig ng presensya sa nuclei ng ilang mga antas ng enerhiya, ang kanilang pagkakaiba ay tumutugma sa enerhiya na ibinubuga ng nucleus? -quanta. Kilala rin ang mga "pure" na alpha emitter.
slide 4
Ang radioactive radiation ng lahat ng uri (alpha, beta, gamma, neutrons), pati na rin ang electromagnetic radiation (X-ray radiation) ay may napakalakas na biological na epekto sa mga buhay na organismo, na binubuo sa mga proseso ng paggulo at ionization ng mga atomo at molekula na bumubuo ng mga buhay na selula. Sa ilalim ng pagkilos ng ionizing radiation, ang mga kumplikadong molekula at mga istruktura ng cellular ay nawasak, na humahantong sa pinsala sa radiation sa katawan. Samakatuwid, kapag nagtatrabaho sa anumang mapagkukunan ng radiation, kinakailangang gawin ang lahat ng mga hakbang para sa proteksyon ng radiation ng mga taong maaaring mahulog sa zone ng radiation. Gayunpaman, ang isang tao ay maaaring malantad sa ionizing radiation sa mga domestic na kondisyon. Ang radon, isang inert, walang kulay, radioactive na gas, ay maaaring magdulot ng malubhang panganib sa kalusugan ng tao. Gaya ng makikita sa diagram na ipinapakita sa Fig. 5, ang radon ay isang produkto ng α-decay ng radium at may kalahating buhay T = 3.82 araw. Ang radium ay matatagpuan sa maliit na halaga sa lupa, sa mga bato, at sa iba't ibang mga istraktura ng gusali. Sa kabila ng medyo maikling buhay, ang konsentrasyon ng radon ay patuloy na pinupunan dahil sa mga bagong pagkabulok ng radium nuclei, kaya ang radon ay maaaring maipon sa mga nakapaloob na espasyo. Pagpasok sa baga, ang radon ay naglalabas? -mga particle at nagiging polonium, na hindi isang kemikal na inert substance. Sinusundan ito ng isang chain ng radioactive transformations ng uranium series (Fig. 5). Ayon sa American Commission on Radiation Safety and Control, ang karaniwang tao ay tumatanggap ng 55% ng kanilang ionizing radiation mula sa radon at 11% lamang mula sa pangangalagang medikal. Ang kontribusyon ng mga cosmic ray ay humigit-kumulang 8%. Ang kabuuang dosis ng radiation na natatanggap ng isang tao sa isang buhay ay maraming beses na mas mababa kaysa sa maximum na pinapayagang dosis (SDA), na itinakda para sa mga tao sa ilang partikular na propesyon na nalantad sa karagdagang pagkakalantad sa ionizing radiation.
slide 5
Ang isa sa mga pinakatanyag na pag-aaral na isinagawa sa tulong ng "mga naka-tag na atomo" ay ang pag-aaral ng metabolismo sa mga organismo. Napatunayan na sa medyo maikling panahon ang katawan ay sumasailalim sa halos kumpletong pag-renew. Ang mga constituent atoms nito ay pinalitan ng mga bago. Ang bakal lamang, tulad ng ipinakita ng mga eksperimento sa isotopic na pag-aaral ng dugo, ay isang pagbubukod sa panuntunang ito. Ang iron ay bahagi ng hemoglobin sa mga pulang selula ng dugo. Kapag ang radioactive iron atoms ay ipinakilala sa pagkain, ito ay natagpuan na ang libreng oxygen na inilabas sa panahon ng photosynthesis ay orihinal na bahagi ng tubig, at hindi. carbon dioxide. Ang radioactive isotopes ay ginagamit sa gamot para sa parehong diagnosis at therapeutic na layunin. Ang radioactive sodium, na ipinakilala sa maliit na halaga sa dugo, ay ginagamit upang pag-aralan ang sirkulasyon ng dugo, ang yodo ay masinsinang idineposito sa thyroid gland lalo na sa sakit na Graves. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa deposition ng radioactive iodine na may counter, mabilis na maisagawa ang diagnosis. Ang malalaking dosis ng radioactive iodine ay nagdudulot ng bahagyang pagkasira ng abnormal na pagbuo ng mga tisyu, at samakatuwid ang radioactive iodine ay ginagamit upang gamutin ang sakit na Graves. Ang matinding cobalt gamma radiation ay ginagamit sa paggamot ng cancer (cobalt gun). Hindi gaanong malawak ang mga aplikasyon ng radioactive isotopes sa industriya. Ang isang halimbawa nito ay ang sumusunod na paraan para sa pagsubaybay sa pagkasuot ng piston ring sa mga makina panloob na pagkasunog. Sa pamamagitan ng pag-irradiate ng piston ring na may mga neutron, nagdudulot sila ng mga reaksyong nuklear dito at ginagawa itong radioactive. Kapag ang makina ay tumatakbo, ang mga particle ng ring material ay pumapasok sa lubricating oil. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa antas ng radyaktibidad ng langis pagkatapos ng isang tiyak na oras ng pagpapatakbo ng makina, ang pagsusuot ng singsing ay natutukoy. Ginagawang posible ng radioactive isotopes na hatulan ang pagsasabog ng mga metal, mga proseso sa mga blast furnace, atbp. Ang malakas na gamma radiation mula sa mga radioactive na paghahanda ay ginagamit para sa pananaliksik panloob na istraktura metal castings upang makita ang mga depekto sa kanila. Ang mga radioactive isotopes ay ginagamit nang higit at mas malawak sa agrikultura. Ang pag-iilaw ng mga buto ng halaman (koton, repolyo, labanos, atbp.) Na may maliit na dosis ng gamma rays mula sa mga radioactive na paghahanda ay humahantong sa isang kapansin-pansin na pagtaas sa ani. Ang malalaking dosis ng "radiation ay nagdudulot ng mutasyon sa mga halaman at mikroorganismo, na sa indibidwal na mga kaso humahantong sa paglitaw ng mga mutant na may mga bagong mahalagang katangian (radioselection). Kaya, ang mahahalagang uri ng trigo, beans at iba pang mga pananim ay na-breed, at nakuha ang mataas na produktibong mikroorganismo na ginagamit sa paggawa ng mga antibiotic. Ginagamit din ang gamma radiation mula sa radioactive isotopes para kontrolin ang mga nakakapinsalang insekto at para mapanatili ang pagkain. Ang "tag na mga atomo" ay malawakang ginagamit sa teknolohiyang pang-agrikultura. Halimbawa, upang malaman kung alin sa mga phosphate fertilizers ang mas mahusay na hinihigop ng halaman, ang iba't ibang mga pataba ay may label na radioactive phosphorus 15 32P. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga halaman para sa radyaktibidad, matutukoy ng isa ang dami ng posporus na hinihigop ng mga ito mula sa iba't ibang uri ng pataba. Ang isang kawili-wiling aplikasyon ng radyaktibidad ay ang paraan ng pakikipag-date sa mga archaeological at geological na paghahanap sa pamamagitan ng konsentrasyon ng radioactive isotopes. Ang pinakakaraniwang ginagamit na paraan ay radiocarbon dating. Ang isang hindi matatag na carbon isotope ay nangyayari sa atmospera dahil sa mga reaksyong nuklear na dulot ng mga cosmic ray. Ang isang maliit na porsyento ng isotope na ito ay matatagpuan sa hangin kasama ang karaniwang matatag na isotope. Ang mga halaman at iba pang mga organismo ay kumokonsumo ng carbon mula sa hangin at nag-iipon ng parehong isotope sa parehong proporsyon tulad ng ginagawa nila sa hangin. Matapos ang pagkamatay ng mga halaman, huminto sila sa pagkonsumo ng carbon at ang hindi matatag na isotope, bilang resulta ng α-decay, ay unti-unting nagiging nitrogen na may kalahating buhay na 5730 taon. Sa pamamagitan ng tumpak na pagsukat ng relatibong konsentrasyon ng radioactive carbon sa mga labi ng mga sinaunang organismo, posibleng matukoy ang oras ng kanilang kamatayan.
slide 6
1. Biyolohikal na pagkilos. Ang radioactive radiation ay may nakapipinsalang epekto sa mga buhay na selula. Ang mekanismo ng pagkilos na ito ay nauugnay sa ionization ng mga atomo at ang agnas ng mga molekula sa loob ng mga cell sa panahon ng pagpasa ng mabilis na sisingilin na mga particle. Ang mga cell na nasa isang estado ng mabilis na paglaki at pagpaparami ay lalong sensitibo sa mga epekto ng radiation. Ang sitwasyong ito ay ginagamit para sa paggamot ng mga cancerous na tumor. Para sa mga layunin ng therapy, ang mga radioactive na gamot na naglalabas ng g-radiation ay ginagamit, dahil ang huli ay tumagos sa katawan nang walang kapansin-pansing panghihina. Sa hindi masyadong mataas na dosis ng radiation, ang mga selula ng kanser ay namamatay, habang ang katawan ng pasyente ay hindi dumaranas ng malaking pinsala. Dapat tandaan na ang cancer radiotherapy, tulad ng X-ray therapy, ay hindi nangangahulugang isang unibersal na lunas na laging humahantong sa isang lunas. Ang sobrang malalaking dosis ng radioactive radiation ay nagdudulot ng malalang sakit sa mga hayop at tao (ang tinatawag na radiation sickness) at maaaring humantong sa kamatayan. Sa napakaliit na dosis, ang radioactive radiation, pangunahin ang a-radiation, sa kabaligtaran, ay may nakapagpapasigla na epekto sa katawan. Kaakibat nito ang nakapagpapagaling na epekto ng radioactive mineral na tubig naglalaman ng maliit na halaga ng radium o radon.2. Luminescent compounds Ang mga luminescent substance ay kumikinang sa ilalim ng pagkilos ng radioactive radiation (cf. § 213). Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng napakaliit na halaga ng radium salt sa isang luminescent substance (halimbawa, zinc sulfide), inihahanda ang mga permanenteng kumikinang na pintura. Ang mga pinturang ito, kapag inilapat sa mga mukha ng orasan at mga kamay, mga tanawin, atbp., ay ginagawa itong nakikita sa dilim.3. Pagtukoy sa edad ng Earth. Ang atomic mass ng ordinaryong tingga, na mina mula sa mga ores na hindi naglalaman ng mga radioactive na elemento, ay 207.2. Tulad ng nakikita mula sa Fig. 389, ang atomic mass ng lead na nabuo bilang resulta ng pagkabulok ng uranium ay 206. Ang atomic mass ng lead na nakapaloob sa ilang uranium mineral ay lumalabas na napakalapit sa 206. Ito ay sumusunod na ang mga mineral na ito sa oras ng pagbuo (crystallization mula sa isang matunaw o solusyon) ay hindi naglalaman ng tingga ; lahat ng lead na makukuha sa naturang mga mineral ay naipon bilang resulta ng pagkabulok ng uranium. Gamit ang batas ng radioactive decay, posibleng matukoy ang edad nito mula sa ratio ng dami ng lead at uranium sa isang mineral (tingnan ang ehersisyo 32 sa dulo ng kabanata) Ang edad ng mga mineral ng iba't ibang pinagmulan na naglalaman ng uranium ay tinutukoy ng ang pamamaraang ito ay sinusukat sa daan-daang milyong taon. Ang edad ng pinakamatandang mineral ay lumampas sa 1.5 bilyong taon. Ang edad ng Earth ay itinuturing na ang oras na lumipas mula nang mabuo ang solid earth's crust. Ayon sa maraming mga sukat batay sa radioactivity ng uranium, pati na rin ang thorium at potassium, ang edad ng Earth ay lumampas sa 4 bilyong taon.
Slide 7
Tingnan ang lahat ng mga slide
Panimula 3
1 Radioactivity 5
1.1 Mga uri ng radioactive decay at radiation 5
1.2 Batas ng radioactive decay 7
1.3 Interaksyon ng radioactive radiation sa matter at counter
radiation 8
1.4 Pag-uuri ng mga pinagmumulan ng radiation at radioactive isotopes 10
2 Mga paraan ng pagsusuri batay sa pagsukat ng radyaktibidad 12
2.1 Paggamit ng natural na radyaktibidad sa pagsusuri 12
2.2 Pagsusuri ng activation 12
2.3 Isotopic dilution method 14
2.4 Radiometric titration 14
3 Paggamit ng radyaktibidad 18
3.1 Paglalapat ng mga radioactive tracer sa analytical chemistry 18
3.2 Paggamit ng radioactive isotopes 22
Konklusyon 25
Listahan ng mga mapagkukunang ginamit 26
Alinsunod sa batas ng radioactive displacement, sa panahon ng?-decay, ang isang atom ay nakuha, ang serial number nito ay dalawang yunit, at ang atomic mass ay apat na yunit na mas mababa kaysa sa orihinal na atom.
2) ?-Paghiwa-hiwalay. Mayroong ilang mga uri ng ?-decay: electronic?-decay; positron?-pagkabulok; K-capture. Sa electronic? decay, halimbawa,
Sn > Y + ? - ;
P > S + ? - .
Ang neutron sa loob ng nucleus ay nagiging proton. Kapag ang isang negatibong sisingilin?-particle ay ibinubuga, ang atomic number ng elemento ay tataas ng isa, at ang atomic mass ay halos hindi nagbabago.
Sa positron?-decay, ang isang positron (? + -particle) ay inilabas mula sa atomic nucleus, at pagkatapos ay sa loob ng nucleus ito ay nagiging isang neutron. Halimbawa:
Ang buhay ng isang positron ay maikli, dahil kapag ito ay bumangga sa isang electron, nangyayari ang paglipol, na sinamahan ng paglabas ng ?-quanta.
Sa K-capture, ang nucleus ng isang atom ay kumukuha ng isang electron mula sa isang kalapit na electron shell (mula sa K-shell) at ang isa sa mga proton ng nucleus ay nagiging isang neutron.
Halimbawa,
Cu>Ni+n
K + e - = Ar + hv
Ang isa sa mga electron ng panlabas na shell ay pumasa sa isang libreng lugar sa K-shell, na sinamahan ng paglabas ng matitigas na X-ray.
3) Kusang paghahati. Ito ay tipikal para sa mga elemento ng periodic system ng D. I. Mendeleev na may Z> 90. Sa panahon ng kusang fission, ang mga mabibigat na atomo ay nahahati sa mga fragment, na kadalasang mga elemento ng gitna ng talahanayan ng L. I. Mendeleev. Nililimitahan ng kusang fission at?-decay ang paggawa ng mga bagong elemento ng transuranium.
Daloy? at?-particle ay pinangalanan ayon sa pagkakabanggit? at radiation. Bilang karagdagan, kilala?-radiation. Ito ay mga electromagnetic wave na may napakaikling wavelength. Sa prinsipyo, ang α-radiation ay malapit sa matitigas na X-ray at naiiba dito sa intranuclear na pinagmulan nito. X-ray radiation sa panahon ng mga transition sa electron shell ng isang atom, ang a? radiation ay naglalabas ng mga excited na atom na nagreresulta mula sa radioactive decay (? at?).
Bilang isang resulta ng radioactive decay, ang mga elemento ay nakuha na, ayon sa nuclear charge (serial number), ay dapat ilagay sa na-occupy na mga cell ng periodic system na may mga elemento na may parehong serial number, ngunit ibang atomic mass. Ito ang mga tinatawag na isotopes. Sa pamamagitan ng mga katangian ng kemikal sila ay karaniwang itinuturing na hindi makilala, kaya ang isang halo ng isotopes ay karaniwang itinuturing bilang isang elemento. Ang invariance ng isotopic na komposisyon sa karamihan ng mga kemikal na reaksyon ay minsan tinatawag na batas ng constancy ng isotopic na komposisyon. Halimbawa, ang potassium sa mga natural na compound ay pinaghalong isotopes, 93.259% mula sa 39 K, 6.729% mula sa 41 K, at 0.0119% mula sa 40 K (K-capture at?-decay). Ang kaltsyum ay may anim na matatag na isotopes na may mass number na 40, 42, 43, 44, 46, at 48. Sa chemical-analytical at napakaraming iba pang mga reaksyon, ang ratio na ito ay nananatiling halos hindi nagbabago, samakatuwid, ang mga kemikal na reaksyon ay karaniwang hindi ginagamit para sa paghihiwalay ng isotope. Kadalasan, ang iba't ibang mga pisikal na proseso ay ginagamit para sa layuning ito - pagsasabog, paglilinis o electrolysis.
Ang yunit ng aktibidad ng isang isotope ay ang becquerel (Bq), na katumbas ng aktibidad ng isang nuclide sa isang radioactive source kung saan ang isang kaganapan ng pagkabulok ay nangyayari sa isang oras ng 1 s.
Kung t = 0, kung gayon at, samakatuwid, const = -lg N 0 . Sa wakas
Kung saan ang A ay aktibidad sa oras t; At 0 - aktibidad sa t = 0.
Ang mga equation (1.3) at (1.4) ay nagpapakilala sa batas ng radioactive decay. Sa kinetics, kilala ang mga ito bilang first-order reaction equation. Bilang isang katangian ng rate ng radioactive decay, ang kalahating buhay na T 1/2 ay karaniwang ipinahiwatig, na, tulad ng ?, ay isang pangunahing katangian ng proseso na hindi nakasalalay sa dami ng sangkap.
Ang kalahating buhay ay ang yugto ng panahon kung saan ang isang naibigay na halaga ng isang radioactive substance ay nababawasan ng kalahati.
Ang kalahating buhay ng iba't ibang isotopes ay makabuluhang nag-iiba. Ito ay mula sa mga 10 10 taon hanggang sa isang maliit na bahagi ng isang segundo. Siyempre, ang mga sangkap na may kalahating buhay na 10 - 15 minuto. at mas maliit, mahirap gamitin sa laboratoryo. Ang mga isotopes na may napakahabang kalahating buhay ay hindi rin kanais-nais sa laboratoryo, dahil sa kaso ng hindi sinasadyang kontaminasyon ng mga nakapalibot na bagay na may mga sangkap na ito, ang espesyal na trabaho ay kinakailangan upang ma-decontaminate ang silid at mga instrumento.
Ang mga neutron ay pumapasok sa isang reaksyong nuklear kasama ang mga bahagi ng nasuri na sample, halimbawa:
55 Mn + n = 56 Mn o Mn (n,?) 56 Mn
Ang radioactive 56 Mn ay nabubulok na may kalahating buhay na 2.6 na oras:
56 Mn > 56 Fe +
Upang makakuha ng impormasyon tungkol sa komposisyon ng sample, ang radyaktibidad nito ay sinusukat nang ilang panahon at ang resultang curve ay sinusuri (Larawan 2.1). Kapag nagsasagawa ng naturang pagsusuri, kinakailangan na magkaroon ng maaasahang data sa kalahating buhay ng iba't ibang isotopes upang matukoy ang curve ng buod.
Figure 2.1 - Pagbaba ng radyaktibidad sa paglipas ng panahon
Ang isa pang variant ng activation analysis ay ang paraan ng?-spectroscopy, batay sa pagsukat ng spectrum?-radiation ng sample. Ang enerhiya ng?-radiation ay qualitative, at ang counting rate ay isang quantitative na katangian ng isotope. Ginagawa ang mga sukat gamit ang multichannel?-spectrometer na may scintillation o semiconductor counter. Ito ay isang mas mabilis at mas tiyak, bagama't medyo hindi gaanong sensitibong paraan ng pagsusuri kaysa radiochemical.
Ang isang mahalagang bentahe ng pagsusuri sa pag-activate ay ang mababang limitasyon ng pagtuklas nito. Sa tulong nito, sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, hanggang sa 10 -13 - 10 -15 g ng isang sangkap ang maaaring makita. Sa ilang mga espesyal na kaso kahit na ang mas mababang mga limitasyon sa pagtuklas ay nakamit. Halimbawa, ginagamit ito upang kontrolin ang kadalisayan ng silikon at germanium sa industriya ng semiconductor, na nakikita ang nilalaman ng mga impurities hanggang sa 10 -8 - 10 -9%. Ang ganitong mga nilalaman ay hindi maaaring matukoy sa pamamagitan ng anumang iba pang paraan kaysa sa pagsusuri sa pag-activate. Kapag nakakuha ng mabibigat na elemento ng periodic system, tulad ng mendelevium at kurchatovium, nagawang bilangin ng mga mananaliksik ang halos bawat atom ng nagresultang elemento.
Ang pangunahing kawalan ng activation analysis ay ang bulkiness ng neutron source, pati na rin madalas ang tagal ng proseso ng pagkuha ng mga resulta.
Ang pagbabago sa aktibidad sa panahon ng titration na ito ay makikita sa Figure 2.2, a. Ang graphical na kahulugan ng equivalence point ay ipinapakita din dito. Bago ang equivalence point, ang aktibidad ng solusyon ay bababa nang husto, dahil ang radioactive mula sa solusyon ay dadaan sa precipitate. Pagkatapos ng equivalence point, ang aktibidad ng solusyon ay mananatiling halos pare-pareho at napakaliit.
Tulad ng makikita mula sa Figure 2.2, b, ang pagdaragdag ng hydrogen phosphate sa solusyon hanggang sa equivalence point ay halos hindi magdudulot ng pagtaas sa aktibidad ng solusyon, dahil ang radioactive isotope ay maumuo. Pagkatapos ng equivalence point, ang aktibidad ng solusyon ay nagsisimulang tumaas sa proporsyon sa konsentrasyon ng hydrogen phosphate.
A) - pagbabago sa aktibidad ng isang solusyon ng pospeyt na naglalaman ng isang solusyon sa panahon ng titration; b) - pagbabago sa aktibidad ng solusyon sa panahon ng titration na may pospeyt na naglalaman.
Figure 2.2 - Mga uri ng radiometric titration curves
Ang mga reaksyon ng radiometric titration ay dapat matugunan ang mga kinakailangan na karaniwang ipinapataw sa mga reaksyon ng pagsusuri ng titrimetric (bilis at pagkakumpleto ng reaksyon, pare-pareho ng komposisyon ng produkto ng reaksyon, atbp.). Ang isang malinaw na kondisyon para sa applicability ng reaksyon sa pamamaraang ito ay ang paglipat din ng produkto ng reaksyon mula sa nasuri na solusyon patungo sa isa pang yugto upang maalis ang interference sa pagtukoy sa aktibidad ng solusyon. Ang pangalawang yugto na ito ay madalas na nagreresulta sa pag-uulan. Ang mga pamamaraan ay kilala kung saan ang produkto ng reaksyon ay nakuha gamit ang isang organikong solvent. Halimbawa, sa titration ng maraming cations na may dithizone, chloroform o carbon tetrachloride ay ginagamit bilang extractant. Ang paggamit ng isang extractant ay ginagawang posible upang mas tumpak na maitatag ang equivalence point, dahil sa kasong ito ang pagpapasiya nito ay maaaring masukat ang aktibidad ng parehong mga phase.
2.5 Epekto ng Mössbauer
Ang epekto ay natuklasan noong 1958 ni R.P. Mössbauer. Sa ilalim ng pangalang ito, ang mga phenomena ng emission, absorption at scattering ng?-quanta ng nuclei ng mga atoms ay madalas na pinagsama nang walang paggasta ng enerhiya para sa pagbabalik ng nuclei. Ang pagsipsip ng β-radiation ay karaniwang pinag-aaralan, samakatuwid ang Mössbauer effect ay madalas ding tinatawag na α-resonance spectroscopy (GRS).
Kapag naglalabas ng?-quanta, bumabalik ang nucleus ng atom sa normal nitong estado. Gayunpaman, ang enerhiya ng ibinubuga na radiation ay matutukoy hindi lamang sa pagkakaiba sa pagitan ng mga estado ng enerhiya ng nucleus sa nasasabik at normal na mga estado. Dahil sa batas ng konserbasyon ng momentum, nararanasan ng nucleus ang tinatawag na recoil. Ito ay humahantong sa katotohanan na sa kaso ng isang gas na atom, ang enerhiya ng ibinubuga na radiation ay magiging mas mababa kaysa sa kaso kapag ang emitter ay nasa isang solidong katawan. Sa huling kaso, ang pagkawala ng enerhiya dahil sa pag-urong ay nabawasan sa isang bale-wala na halaga. Kaya, ang ?-quanta ng radiation na ibinubuga nang walang pag-urong ay maaaring masipsip ng mga hindi nasasabik na atomo ng parehong elemento. Gayunpaman, ang pagkakaiba sa kemikal na kapaligiran ng naglalabas at sumisipsip na nuclei ay nagdudulot ng isang tiyak na pagkakaiba sa mga estado ng enerhiya ng nuclei, na sapat upang maiwasan ang matunog na pagsipsip ng α-quanta. Ang pagkakaiba sa mga estado ng enerhiya ng nuclei ay quantitatively compensated gamit ang Doppler effect, ayon sa kung saan ang dalas ng radiation (sa kasong ito, ang enerhiya ng?-quanta) ay depende sa bilis ng paggalaw. Sa isang tiyak na bilis ng paggalaw ng emitter (o absorber, dahil mahalaga lamang ang kanilang kamag-anak na bilis ng paggalaw), nangyayari ang resonant absorption. Ang dependence ng intensity ng absorption ng?-quanta sa bilis ng paggalaw ay tinatawag na Mössbauer spectrum. Ang isang tipikal na spectrum ng Mössbauer ay ipinapakita sa Figure 2.3, kung saan ang inversely proportional count rate ay naka-plot bilang isang sukatan ng absorption intensity.
Larawan 2.3 - Mössbauer absorption spectrum
Ang bilis ng paggalaw ng sample o emitter ay karaniwang hindi lalampas sa ilang sentimetro bawat segundo. Ang Mössbauer spectrum ay isang napakahalagang katangian ng bagay. Pinapayagan nito ang isa na hatulan ang likas na katangian ng kemikal na bono sa mga compound na pinag-aaralan, ang kanilang elektronikong istraktura, at iba pang mga tampok at katangian.
Nasaan ang radioactivity ng sample, na ipinahayag sa becquerels, at ang masa ng sample ng analyte, kung saan ang radionuclide ay pantay na ipinamamahagi, ay nananatiling pare-pareho para sa buong sample at para sa anumang bahagi nito.
Isaalang-alang natin ang isang eksperimento sa pagtukoy ng presyon ng singaw ng isang napakahirap-lipad at matigas na metal tulad ng tungsten. Ang isang artipisyal na ginawa?-radioactive tungsten-185 ay maaaring gamitin bilang isang label. Ihanda natin ang metal na tungsten na naglalaman ng label na ito at tukuyin ang partikular na aktibidad nito. Susunod, kolektahin natin ang singaw ng metal na sumingaw mula sa ibabaw ng tungsten sa napiling temperatura at nakapaloob sa isang tiyak na dami ng singaw. Sa parehong mga kondisyon kung saan ito natukoy, makikita natin ang aktibidad ng mga singaw na ito. Malinaw, ang masa ng singaw
Dagdag pa, alam ang dami ng mga singaw, mahahanap ng isa ang kanilang density sa temperatura ng eksperimento, at pagkatapos, gamit ang impormasyon tungkol sa komposisyon ng singaw, at ang kanilang presyon.
Katulad nito, gamit ang isang radioactive na label, maaari mong mahanap ang konsentrasyon ng isang sangkap sa isang solusyon at matukoy, halimbawa, ang konsentrasyon nito sa isang puspos na solusyon. Katulad nito, mahahanap ng isa ang masa ng isang sangkap bilang natitira pagkatapos ng pagkuha sa kapaligirang pantubig, at pumasa sa bahaging organiko. Dagdag pa, posibleng kalkulahin ang mga koepisyent ng pamamahagi sa pagitan ng mga yugto ng nahuhugot na substansiya (dito, ang paggamit ng mga radioactive tracer ay mahalaga kapag ang mga koepisyent ng pamamahagi ay napakataas at walang iba pang mga analytical na pamamaraan para sa pagtukoy ng napakababang halaga ng na-extract. sangkap na natitira sa aqueous phase).
Ang paggamit ng radioactive tracers sa isotope dilution method ay orihinal. Hayaang kinakailangan upang matukoy ang nilalaman ng anumang amino acid sa isang halo ng mga amino acid na katulad ng mga katangian, at imposibleng magsagawa ng kumpletong (quantitative) paghihiwalay ng mga amino acid sa pamamagitan ng mga kemikal na pamamaraan, ngunit mayroong isang paraan na nagpapahintulot sa iyo na ihiwalay mula sa pinaghalong sa purong anyo isang maliit na bahagi ng amino acid na ito (halimbawa, gamit ang chromatography). Ang isang katulad na problema ay lumitaw sa pagtukoy ng nilalaman ng anumang lanthanide sa isang pinaghalong lanthanides at sa pagtukoy sa kung anong kemikal ang bumubuo nito o ang elementong iyon ay matatagpuan sa kalikasan, halimbawa, sa tubig ng ilog o dagat.
Gagamitin namin upang matukoy ang kabuuang nilalaman ng iodine sa tubig dagat bahagi ng iodide ions ayon sa masa at aktibidad. Ipinapasok namin ang mga may label na iodide ions na ito sa nasuri na sample at pinainit ito upang ang radioactive label ay pantay na ipinamahagi sa lahat ng mga kemikal na anyo na naglalaman ng iodine sa tubig dagat (ang mga ganitong anyo sa kasong ito ay iodide, iodate, at periodate ions). Susunod, gamit ang silver nitrate, ibinukod namin ang isang maliit na bahagi ng mga iodide ions sa anyo ng isang AgI precipitate at tinutukoy ang masa at radyaktibidad nito. Kung ang kabuuang nilalaman ng yodo sa sample ay pantay, kung gayon ito ay lumalabas na
Gamit ang isang bahagyang naiibang pamamaraan, ang iodine na nilalaman ng tubig-dagat ay matatagpuan sa anyo ng mga iodide ions. Upang gawin ito, pagkatapos na ipasok ang isang radioactive na label sa sample, dapat na lumikha ng mga kondisyon kung saan ang isotope exchange (pagpapalitan ng mga iodine atoms) sa pagitan ng iodide ions at iba pang mga form na naglalaman ng iodine (iodate at periodate ions) ay hindi nangyayari (para dito, isang malamig na solusyon na may neutral na kapaligiran). Ang karagdagang paghihiwalay ng isang maliit na bahagi ng iodide ions mula sa tubig dagat sa tulong ng isang precipitant - silver nitrate sa anyo ng AgI (partion mass) at pagsukat ng radyaktibidad nito, gamit ang formula (3.5), mahahanap ang nilalaman ng iodide ions sa sample.
Ang ganitong unibersal na lubhang sensitibong paraan ng analytical chemistry bilang activation analysis ay batay din sa paggamit ng radioactive atoms. Kapag nagsasagawa ng pagsusuri sa pag-activate, kinakailangan na gumamit ng angkop reaksyong nukleyar buhayin ang mga atomo ng elementong tinutukoy sa sample, ibig sabihin, gawin silang radioactive. Kadalasan, ang pagsusuri sa pag-activate ay isinasagawa gamit ang isang mapagkukunan ng neutron. Kung, halimbawa, kinakailangan upang mahanap ang nilalaman ng rare earth element dysprosium Dy sa isang solidong bato, pagkatapos ay magpatuloy bilang mga sumusunod.
Una, ang isang serye ng mga sample ay inihanda na naglalaman ng iba't ibang kilalang halaga ng Dy (kinuha, halimbawa, sa anyo ng DyF 3 o Dy 2 O 3 - ang mga atomo ng oxygen at fluorine ay hindi isinaaktibo ng mga neutron). Ang mga sample na ito ay na-irradiated sa ilalim ng parehong mga kondisyon na may parehong neutron flux. Ang neutron source na kinakailangan para sa mga eksperimentong ito ay isang maliit na (pan-sized) na ampoule na naglalaman ng materyal na naglalabas ng mga neutron (halimbawa, pinaghalong americium-241 at beryllium). Ang nasabing mapagkukunan ng neutron ay maaaring ligtas na maiimbak sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang butas na ginawa sa gitna ng isang paraffin block na kasing laki ng isang balde ng tubig.
Para sa pag-iilaw, ang mga sample na may kilalang nilalaman ng dysprosium ay inilalagay sa mga balon na nasa bloke ng paraffin at matatagpuan sa parehong distansya mula sa pinagmulan (Larawan 3.1).
1 – paraffin block, 2 – ampoule neutron source,
3 – irradiated sample.
Figure 3.1 - Scheme ng neutron activation analysis
Ang mga sample ng nasuri na bato ay inilalagay sa parehong mga balon. Sa ilalim ng impluwensya ng mga neutron, ang reaksyong nuklear na 164 Dy(n, g) 165 Dy ay nagpapatuloy sa mga sample. Pagkatapos ng isang tiyak na oras (halimbawa, pagkatapos ng 6 na oras), ang lahat ng mga sample ay tinanggal mula sa mga balon at ang kanilang mga aktibidad ay sinusukat sa ilalim ng parehong mga kondisyon. Ayon sa mga sukat ng aktibidad ng mga gamot, ang isang graph ng pagkakalibrate ay binuo sa mga coordinate "ang nilalaman ng dysprosium sa sample - ang aktibidad ng gamot", at ang nilalaman ng dysprosium sa nasuri na materyal ay matatagpuan mula dito (Larawan 3.2). ).
Figure 3.2 - Graph ng dependence ng naitala na aktibidad / neutron-activated na mga sample sa mass m ng dysprosium sa mga sample. Sa nasuri na sample, mga 3 μg ng dysprosium
Ang paraan ng pagsusuri sa pag-activate ay mabuti hindi lamang para sa mataas na sensitivity nito. Dahil ang radiation na nabuo sa panahon ng pag-activate ng radionuclides ay naiiba sa uri at enerhiya, kapag gumagamit ng spectrometric radiometric na kagamitan, posible na matukoy nang sabay-sabay hanggang sa 10-15 elemento sa sample pagkatapos ng pag-activate nito.
At isa pang mahalagang bentahe ng activation analysis: ang radionuclides na kadalasang nabubuo bilang resulta ng activation ng mga neutron ay mabilis na nabubulok, kaya pagkaraan ng ilang sandali ang nasuri na bagay ay lumabas na hindi radioactive. Kaya, sa maraming mga kaso, ang pagsusuri sa pag-activate ay isang pagsusuri na hindi nauugnay sa pagkasira ng nasuri na bagay. Ito ay lalong mahalaga kapag nag-uusap kami sa pagtukoy sa komposisyon ng mga archaeological finds, meteorites at iba pang natatanging sample.
Panimula 3
1 Radioactivity 5
1.1 Mga uri ng radioactive decay at radiation 5
1.2 Batas ng radioactive decay 7
radiation 8
1.4 Pag-uuri ng mga pinagmumulan ng radiation at radioactive isotopes 10
2 Mga paraan ng pagsusuri batay sa pagsukat ng radyaktibidad 12
2.1 Paggamit ng natural na radyaktibidad sa pagsusuri 12
2.2 Pagsusuri ng activation 12
2.3 Isotopic dilution method 14
2.4 Radiometric titration 14
3 Paggamit ng radyaktibidad 18
3.1 Paglalapat ng mga radioactive tracer sa analytical chemistry 18
3.2 Paggamit ng radioactive isotopes 22
Konklusyon 25
Listahan ng mga mapagkukunang ginamit 26
Ang mga pamamaraan ng pagsusuri batay sa radyaktibidad ay lumitaw sa panahon ng pag-unlad ng nuclear physics, radiochemistry, at atomic na teknolohiya at kasalukuyang matagumpay na ginagamit sa iba't ibang pagsusuri, kabilang ang industriya at serbisyong geological.
Ang mga pangunahing bentahe ng analytical na pamamaraan batay sa pagsukat ng radioactive radiation ay ang mababang detection threshold ng nasuri na elemento at malawak na versatility. Ang pagsusuri sa radioactivation ay may ganap na pinakamababang threshold ng pagtuklas sa lahat ng iba pang pamamaraan ng analitikal (10 -15 g). Ang bentahe ng ilang radiometric na pamamaraan ay ang pagsusuri nang hindi sinisira ang sample, at mga pamamaraan batay sa pagsukat ng natural na radyaktibidad - ang bilis ng pagsusuri. Ang isang mahalagang tampok ng radiometric na paraan ng pagbabanto ng isotope ay nakasalalay sa posibilidad ng pag-aaral ng isang halo ng mga elemento na may katulad na kemikal at analytical na mga katangian, tulad ng zirconium - hafnium, niobium - tantalum, atbp.
Ang mga karagdagang komplikasyon sa pagtatrabaho sa mga radioactive na paghahanda ay dahil sa mga nakakalason na katangian ng radioactive radiation, na hindi nagiging sanhi ng agarang reaksyon ng katawan at sa gayon ay kumplikado ang napapanahong aplikasyon ng mga kinakailangang hakbang. Pinatitibay nito ang pangangailangan para sa mahigpit na pagsunod sa mga pag-iingat sa kaligtasan kapag nagtatrabaho sa mga radioactive na paghahanda. Sa mga kinakailangang kaso, ang pagtatrabaho sa mga radioactive substance ay isinasagawa sa tulong ng mga tinatawag na manipulator sa mga espesyal na kamara, habang ang analyst mismo ay nananatili sa isa pang silid, na mapagkakatiwalaan na protektado mula sa pagkilos ng radioactive radiation.
Ang radioactive isotopes ay ginagamit sa mga sumusunod na pamamaraan ng pagsusuri:
Sa pagsasanay sa laboratoryo, ang radiometric titration ay bihirang ginagamit. Ang paggamit ng pagsusuri sa pag-activate ay nauugnay sa paggamit ng mga makapangyarihang mapagkukunan ng mga thermal neutron, at samakatuwid ang pamamaraang ito ay limitado pa rin ang paggamit.
Tinatalakay ng gawaing kursong ito ang mga teoretikal na pundasyon ng mga pamamaraan ng pagsusuri na gumagamit ng phenomenon ng radioactivity, at ang kanilang praktikal na aplikasyon.
Ang radioactivity ay isang kusang pagbabagong-anyo (pagkabulok) ng nucleus ng isang atom ng isang kemikal na elemento, na humahantong sa pagbabago sa atomic number nito o pagbabago sa mass number. Sa panahon ng pagbabagong ito ng nucleus, ang radioactive radiation ay ibinubuga.
Ang pagkatuklas ng radyaktibidad ay nagsimula noong 1896, nang matuklasan ni A. Becquerel na ang uranium ay kusang naglalabas ng radiation, na tinawag niyang radioactive (mula sa radyo - I emit at activas - effective).
Ang radioactive radiation ay nagmumula sa kusang pagkabulok ng isang atomic nucleus. Ilang uri ng radioactive decay at radioactive
radiation.
Ra → Rn + Siya;
U → Th + α (Siya).
Alinsunod sa batas ng radioactive displacement, sa α-decay, isang atom ang nakuha, ang serial number nito ay dalawang unit, at ang atomic mass ay apat na unit na mas mababa kaysa sa orihinal na atom.
2) β-pagkabulok. Mayroong ilang mga uri ng β-decay: electronic β-decay; positron β-pagkabulok; K-capture. Sa electronic β-decay, halimbawa,
Sn → Y + β - ;
P → S + β - .
Ang neutron sa loob ng nucleus ay nagiging proton. Kapag ang isang negatibong sisingilin na β-particle ay ibinubuga, ang atomic number ng elemento ay tataas ng isa, habang ang atomic mass ay halos hindi nagbabago.
Sa positron β-decay, ang isang positron (β + -particle) ay inilabas mula sa atomic nucleus, at pagkatapos ay sa loob ng nucleus ito ay nagiging isang neutron. Halimbawa:
Na → Ne + β +
Ang buhay ng isang positron ay maikli, dahil kapag ito ay bumangga sa isang elektron, nangyayari ang paglipol, na sinamahan ng paglabas ng γ-quanta.
Sa K-capture, ang nucleus ng isang atom ay kumukuha ng isang electron mula sa isang kalapit na electron shell (mula sa K-shell) at ang isa sa mga proton ng nucleus ay nagiging isang neutron.
Halimbawa,
K + e - = Ar + hv
Ang isa sa mga electron ng panlabas na shell ay pumasa sa isang libreng lugar sa K-shell, na sinamahan ng paglabas ng matitigas na X-ray.
3) Kusang paghahati. Ito ay tipikal para sa mga elemento ng periodic system ng D. I. Mendeleev na may Z> 90. Sa panahon ng kusang fission, ang mga mabibigat na atomo ay nahahati sa mga fragment, na kadalasang mga elemento ng gitna ng talahanayan ng L. I. Mendeleev. Nililimitahan ng kusang fission at α-decay ang paggawa ng mga bagong elemento ng transuranium.
Ang daloy ng α at β na mga particle ay tinatawag ayon sa pagkakabanggit α at β radiation. Bilang karagdagan, kilala ang γ-radiation. Ito ay mga electromagnetic wave na may napakaikling wavelength. Sa prinsipyo, ang γ-radiation ay malapit sa matitigas na X-ray at naiiba dito sa intranuclear na pinagmulan nito. X-ray radiation sa panahon ng mga transition sa electron shell ng isang atom, at ang γ-radiation ay naglalabas ng mga excited na atom na nagreresulta mula sa radioactive decay (α at β).
Bilang isang resulta ng radioactive decay, ang mga elemento ay nakuha na, ayon sa nuclear charge (serial number), ay dapat ilagay sa na-occupy na mga cell ng periodic system na may mga elemento na may parehong serial number, ngunit ibang atomic mass. Ito ang mga tinatawag na isotopes. Ayon sa kanilang mga kemikal na katangian, sila ay itinuturing na hindi makilala; samakatuwid, ang isang halo ng isotopes ay karaniwang itinuturing bilang isang elemento. Ang invariance ng isotopic na komposisyon sa karamihan ng mga kemikal na reaksyon ay minsan tinatawag na batas ng constancy ng isotopic na komposisyon. Halimbawa, ang potassium sa mga natural na compound ay pinaghalong isotopes, 93.259% mula sa 39 K, 6.729% mula sa 41 K, at 0.0119% mula sa 40 K (K-capture at β-decay). Ang kaltsyum ay may anim na matatag na isotopes na may mass number na 40, 42, 43, 44, 46, at 48. Sa chemical-analytical at napakaraming iba pang mga reaksyon, ang ratio na ito ay nananatiling halos hindi nagbabago, samakatuwid, ang mga kemikal na reaksyon ay karaniwang hindi ginagamit para sa paghihiwalay ng isotope. Kadalasan, ang iba't ibang mga pisikal na proseso ay ginagamit para sa layuning ito - pagsasabog, paglilinis o electrolysis.
Ang yunit ng aktibidad ng isang isotope ay ang becquerel (Bq), na katumbas ng aktibidad ng isang nuclide sa isang radioactive source kung saan ang isang kaganapan ng pagkabulok ay nangyayari sa isang oras ng 1 s.
Ang radioactivity na naobserbahan sa nuclei na umiiral sa mga natural na kondisyon ay tinatawag na natural, ang radioactivity ng nuclei na nakuha sa pamamagitan ng nuclear reactions ay tinatawag na artificial.
Walang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng artipisyal at natural na radyaktibidad. Ang proseso ng radioactive transformation sa parehong mga kaso ay sumusunod sa parehong mga batas - ang batas ng radioactive transformation:
Kung t = 0, kung gayon at, samakatuwid, const = -lg N 0 . Sa wakas
kung saan ang A ay aktibidad sa oras t; At 0 - aktibidad sa t = 0.
Ang mga equation (1.3) at (1.4) ay nagpapakilala sa batas ng radioactive decay. Sa kinetics, kilala ang mga ito bilang first-order reaction equation. Bilang isang katangian ng radioactive decay rate, ang kalahating buhay na T 1/2 ay karaniwang ipinahiwatig, na, tulad ng λ, ay isang pangunahing katangian ng proseso na hindi nakasalalay sa dami ng sangkap.
Ang kalahating buhay ay ang yugto ng panahon kung saan ang isang naibigay na halaga ng isang radioactive substance ay nababawasan ng kalahati.
Ang kalahating buhay ng iba't ibang isotopes ay makabuluhang nag-iiba. Ito ay mula sa mga 10 10 taon hanggang sa isang maliit na bahagi ng isang segundo. Siyempre, ang mga sangkap na may kalahating buhay na 10 - 15 minuto. at mas maliit, mahirap gamitin sa laboratoryo. Ang mga isotopes na may napakahabang kalahating buhay ay hindi rin kanais-nais sa laboratoryo, dahil sa kaso ng hindi sinasadyang kontaminasyon ng mga nakapalibot na bagay na may mga sangkap na ito, ang espesyal na trabaho ay kinakailangan upang ma-decontaminate ang silid at mga instrumento.
Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng radioactive radiation sa matter, nangyayari ang ionization at excitation ng mga atoms at molecules ng substance kung saan ito dumadaan. Gumagawa din ang radyasyon ng liwanag, photographic, kemikal at biological na epekto. Ang radioactive radiation ay nagdudulot ng malaking bilang ng mga reaksiyong kemikal sa mga gas, solusyon, solido. Karaniwang pinagsama ang mga ito sa isang pangkat ng mga reaksyon ng radiation-kemikal. Kabilang dito, halimbawa, ang agnas (radiolysis) ng tubig na may pagbuo ng hydrogen, hydrogen peroxide at iba't ibang mga radical na pumapasok sa mga redox na reaksyon na may mga solute.
Ang radioactive radiation ay nagdudulot ng iba't ibang radiochemical transformations ng iba't ibang mga organic compound - amino acids, acids, alcohols, esters, atbp. Ang matinding radioactive radiation ay nagdudulot ng ningning ng mga glass tube at ilang iba pang epekto sa solids. Ang iba't ibang mga pamamaraan para sa pagtuklas at pagsukat ng radyaktibidad ay batay sa pag-aaral ng pakikipag-ugnayan ng radioactive radiation sa bagay.
Depende sa prinsipyo ng operasyon, ang mga radiation counter ay nahahati sa ilang mga grupo.
Mga counter ng ionization. Ang kanilang pagkilos ay batay sa paglitaw ng ionization o isang paglabas ng gas na dulot ng ionization kapag ang mga radioactive particle o γ-quanta ay pumasok sa counter. Sa dose-dosenang mga device na gumagamit ng ionization, tipikal ang ionization chamber at ang Geiger-Muller counter, na pinakamalawak na ginagamit sa chemical analytical at radiochemical laboratories.
Para sa radiochemical at iba pang mga laboratoryo, ang industriya ay gumagawa ng mga espesyal na yunit ng pagbibilang.
mga counter ng kinang. Ang aksyon ng mga counter na ito ay batay sa paggulo ng scintillator atoms sa pamamagitan ng γ-quanta o isang radioactive particle na dumadaan sa counter. Ang mga nasasabik na atom, na dumadaan sa normal na estado, ay nagbibigay ng isang flash ng liwanag.
Sa unang panahon ng pag-aaral ng mga prosesong nuklear, ang visual scintillation count ay may mahalagang papel, ngunit kalaunan ay napalitan ito ng mas advanced na Geiger-Muller counter. Sa kasalukuyan, ang pamamaraan ng scintillation ay muling naging malawak na ginagamit sa paggamit ng isang photomultiplier.
Mga counter ng Cherenkov. Ang aksyon ng mga counter na ito ay batay sa paggamit ng Cherenkov effect, na binubuo sa paglabas ng liwanag kapag ang isang sisingilin na particle ay gumagalaw sa isang transparent na substansiya, kung ang bilis ng mga particle ay lumampas sa bilis ng liwanag sa medium na ito. Ang katotohanan ng superluminal na bilis ng isang particle sa isang naibigay na medium, siyempre, ay hindi sumasalungat sa teorya ng relativity, dahil ang bilis ng liwanag sa anumang medium ay palaging mas mababa kaysa sa vacuum. Ang bilis ng isang particle sa isang substance ay maaaring mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag sa substance na ito, habang nananatiling mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa isang vacuum, nang buong alinsunod sa teorya ng relativity. Ang mga counter ng Cherenkov ay ginagamit para sa gawaing pananaliksik na may napakabilis na mga particle, para sa pananaliksik sa espasyo, atbp., dahil magagamit ang mga ito upang matukoy ang ilang iba pang mahahalagang katangian ng mga particle (ang kanilang enerhiya, direksyon ng paggalaw, atbp.).
Ang mga mapagkukunan ng radioactive radiation ay nahahati sa sarado at bukas. Sarado - dapat na selyadong. Bukas - anumang tumutulo na pinagmumulan ng radiation na maaaring lumikha ng radioactive na kontaminasyon ng hangin, kagamitan, ibabaw ng mesa, dingding, atbp.
Kapag nagtatrabaho sa mga selyadong mapagkukunan, ang mga kinakailangang pag-iingat ay limitado sa proteksyon mula sa panlabas na radiation.
Mga selyadong pinagmumulan ng radiation na may aktibidad na higit sa 0.2 g-eq. Ang radium ay dapat ilagay sa mga proteksiyon na aparato na may remote control at naka-install sa mga espesyal na kagamitan na mga silid.
Maikling Paglalarawan
Ang mga karagdagang komplikasyon sa pagtatrabaho sa mga radioactive na paghahanda ay dahil sa mga nakakalason na katangian ng radioactive radiation, na hindi nagiging sanhi ng agarang reaksyon ng katawan at sa gayon ay kumplikado ang napapanahong aplikasyon ng mga kinakailangang hakbang. Pinatitibay nito ang pangangailangan para sa mahigpit na pagsunod sa mga pag-iingat sa kaligtasan kapag nagtatrabaho sa mga radioactive na paghahanda. Sa mga kinakailangang kaso, ang pagtatrabaho sa mga radioactive substance ay isinasagawa sa tulong ng mga tinatawag na manipulator sa mga espesyal na kamara, habang ang analyst mismo ay nananatili sa isa pang silid, na mapagkakatiwalaan na protektado mula sa pagkilos ng radioactive radiation.
Nilalaman
Panimula 3
1 Radioactivity 5
1.1 Mga uri ng radioactive decay at radiation 5
1.2 Batas ng radioactive decay 7
1.3 Interaksyon ng radioactive radiation sa matter at counter
radiation 8
1.4 Pag-uuri ng mga pinagmumulan ng radiation at radioactive isotopes 10
2 Mga paraan ng pagsusuri batay sa pagsukat ng radyaktibidad 12
2.1 Paggamit ng natural na radyaktibidad sa pagsusuri 12
2.2 Pagsusuri ng activation 12
2.3 Isotopic dilution method 14
2.4 Radiometric titration 14
3 Paggamit ng radyaktibidad 18
3.1 Paglalapat ng mga radioactive tracer sa analytical chemistry 18
3.2 Paggamit ng radioactive isotopes 22
Konklusyon 25
Listahan ng mga mapagkukunang ginamit 26
Ang radyasyon, radyaktibidad at paglabas ng radyo ay mga konsepto na kahit na medyo mapanganib. Sa artikulong ito, malalaman mo kung bakit radioactive ang ilang substance at kung ano ang ibig sabihin nito. Bakit natatakot ang lahat sa radiation at gaano ito mapanganib? Saan tayo makakahanap ng mga radioactive substance at ano ang nagbabanta sa atin?
Tinatawag ko ang radyaktibidad na "kakayahang" ng mga atomo ng ilang isotopes na hatiin at lumikha ng radiation sa pamamagitan nito. Ang terminong "radioactivity" ay hindi agad lumabas. Sa una, ang naturang radiation ay tinawag na Becquerel ray, bilang parangal sa siyentipiko na natuklasan ito sa kanyang trabaho sa uranium isotope. Tinatawag na natin ngayon ang prosesong ito ng terminong "radioactive radiation".
Sa medyo kumplikadong prosesong ito, ang orihinal na atom ay nagiging isang atom na ganap na naiiba elemento ng kemikal. Dahil sa pagbuga ng mga particle ng alpha o beta, nagbabago ang mass number ng atom at, nang naaayon, inililipat ito sa talahanayan ng D. I. Mendeleev. Kapansin-pansin na ang bilang ng masa ay nagbabago, ngunit ang masa mismo ay nananatiling halos pareho.
Batay sa impormasyong ito, maaari nating bahagyang i-rephrase ang kahulugan ng konsepto. Kaya, ang radyaktibidad ay ang kakayahan din ng hindi matatag na nuclei ng mga atomo na nakapag-iisa na magbago sa iba, mas matatag at matatag na nuclei.
Bago pag-usapan kung ano ang mga radioactive substance, karaniwang tukuyin natin kung ano ang tinatawag na substance. Kaya, una sa lahat, ito ay isang uri ng bagay. Lohikal din na ang bagay na ito ay binubuo ng mga particle, at sa aming kaso ang mga ito ay madalas na mga electron, proton at neutron. Dito maaari na nating pag-usapan ang tungkol sa mga atomo, na binubuo ng mga proton at neutron. Buweno, ang mga molekula, ion, kristal, at iba pa ay nakukuha mula sa mga atomo.
Ang konsepto ng isang kemikal na sangkap ay batay sa parehong mga prinsipyo. Kung imposibleng ihiwalay ang isang nucleus sa bagay, kung gayon hindi ito maiuuri bilang isang kemikal na sangkap.
Tulad ng nabanggit sa itaas, upang magpakita ng radyaktibidad, ang isang atom ay dapat na kusang mabulok at maging isang atom ng isang ganap na kakaibang elemento ng kemikal. Kung ang lahat ng mga atomo ng isang sangkap ay hindi matatag hanggang sa isang lawak na mabulok sa ganitong paraan, kung gayon mayroon kang radioactive substance. Sa isang mas teknikal na wika, ang kahulugan ay magiging ganito: ang mga sangkap ay radioactive kung naglalaman ang mga ito ng radionuclides, at nasa mataas na konsentrasyon.
Ang isang medyo simple at madaling paraan upang malaman kung ang isang sangkap ay radioactive ay ang pagtingin sa talahanayan ng D. I. Mendeleev. Ang lahat pagkatapos ng lead ng elemento ay mga radioactive na elemento, pati na rin ang promethium at technetium. Mahalagang tandaan kung aling mga sangkap ang radioactive, dahil maaari nitong iligtas ang iyong buhay.
Mayroon ding ilang mga elemento na mayroong kahit isang radioactive isotope sa kanilang mga natural na pinaghalong. Narito ang isang bahagyang listahan ng ilan sa mga pinakakaraniwang elemento:
Ang mga radioactive substance ay ang mga naglalaman ng anumang radioactive isotopes.
Mayroong ilang mga uri ng radioactive radiation, na tatalakayin ngayon. Nabanggit na ang alpha at beta radiation, ngunit hindi ito ang buong listahan.
Ang alpha radiation ay ang pinakamahina na radiation, na mapanganib kung ang mga particle ay direktang pumasok sa katawan ng tao. Ang nasabing radiation ay napagtanto ng mabibigat na mga particle, at iyon ang dahilan kung bakit ito ay madaling ihinto kahit na sa pamamagitan ng isang sheet ng papel. Para sa parehong dahilan, ang mga alpha ray ay hindi naglalakbay ng higit sa 5 cm.
Ang beta radiation ay mas malakas kaysa sa nauna. Ito ay radiation ng mga electron, na mas magaan kaysa sa mga particle ng alpha, kaya maaari silang tumagos ng ilang sentimetro sa balat ng tao.
Ang gamma radiation ay napagtanto ng mga photon, na medyo madaling tumagos nang higit pa sa lamang loob tao.
Ang pinakamalakas na penetrating radiation ay neutron. Ito ay medyo mahirap na itago mula dito, ngunit sa kalikasan ito, sa katunayan, ay hindi umiiral, maliban marahil sa malapit sa mga nuclear reactor.
Ang mga radioactive substance ay kadalasang nakamamatay sa mga tao. Bilang karagdagan, ang pagkakalantad sa radiation ay may hindi maibabalik na epekto. Kung ikaw ay nalantad sa radiation, ikaw ay tiyak na mapapahamak. Depende sa lawak ng pinsala, ang isang tao ay namamatay sa loob ng ilang oras o higit sa maraming buwan.
Kasabay nito, dapat sabihin na ang mga tao ay patuloy na nakalantad sa radioactive radiation. Salamat sa Diyos ito ay sapat na mahina upang maging nakamamatay. Halimbawa, ang panonood ng football match sa TV ay nagbibigay sa iyo ng 1 microrad ng radiation. Hanggang sa 0.2 rad bawat taon - ito ay karaniwang natural na background ng radiation ng ating planeta. 3 regalo - ang iyong bahagi ng radiation sa panahon ng x-ray ng mga ngipin. Well, ang pagkakalantad sa higit sa 100 rad ay potensyal na mapanganib.
Ang pinaka-mapanganib na radioactive substance ay Polonium-210. Dahil sa radiation sa paligid nito, makikita mo pa ang isang uri ng makinang na "aura" na kulay asul. Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na mayroong isang stereotype na ang lahat ng mga radioactive substance ay kumikinang. Ito ay hindi sa lahat ng kaso, kahit na may mga pagpipilian tulad ng Polonium-210. Karamihan sa mga radioactive substance ay hindi talaga kahina-hinala.
Ang Livermorium ay kasalukuyang itinuturing na pinaka radioactive na metal. Ang isotope nito na Livermorium-293 ay tumatagal ng 61 millisecond upang mabulok. Natuklasan ito noong 2000. Ang Ununpentium ay bahagyang mas mababa sa kanya. Ang oras ng pagkabulok ng Ununpentium-289 ay 87 milliseconds.
Gayundin ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay ang parehong sangkap ay maaaring maging parehong hindi nakakapinsala (kung ang isotope nito ay matatag) at radioactive (kung ang nuclei ng isotope nito ay malapit nang gumuho).
Ang mga radioactive substance ay hindi itinuturing na mapanganib sa loob ng mahabang panahon, at samakatuwid sila ay malayang pinag-aralan. Sa kasamaang palad, ang malungkot na pagkamatay ay nagturo sa amin ng pangangailangan ng pag-iingat at pagtaas ng kaligtasan sa mga naturang sangkap.
Isa sa mga una, tulad ng nabanggit na, ay si Antoine Becquerel. Ito ay isang mahusay na French physicist, na nagmamay-ari ng kaluwalhatian ng nakatuklas ng radyaktibidad. Para sa kanyang mga serbisyo, ginawaran siya ng pagiging miyembro sa Royal Society of London. Dahil sa kanyang kontribusyon sa lugar na ito, namatay siya nang bata pa, sa edad na 55. Ngunit ang kanyang gawain ay naaalala hanggang ngayon. Ang yunit ng radioactivity mismo, pati na rin ang mga craters sa Buwan at Mars, ay pinangalanan sa kanyang karangalan.
Ang parehong mahusay na tao ay si Marie Sklodowska-Curie, na nagtrabaho sa mga radioactive substance kasama ang kanyang asawang si Pierre Curie. Si Maria ay Pranses din, kahit na may mga ugat na Polish. Bilang karagdagan sa pisika, siya ay nakikibahagi sa pagtuturo at maging sa mga aktibong aktibidad sa lipunan. Si Marie Curie ang unang babae na nanalo ng Nobel Prize sa dalawang disiplina nang sabay-sabay: physics at chemistry. Ang pagtuklas ng mga radioactive na elemento tulad ng Radium at Polonium ay ang merito nina Marie at Pierre Curie.
Tulad ng nakikita natin, ang radyaktibidad ay isang medyo kumplikadong proseso na hindi palaging nasa ilalim ng kontrol ng isang tao. Ito ay isa sa mga kaso kung saan ang mga tao ay maaaring maging ganap na walang kapangyarihan sa harap ng panganib. Iyon ang dahilan kung bakit mahalagang tandaan na ang mga talagang mapanganib na bagay ay maaaring maging lubhang mapanlinlang sa labas.
Upang malaman kung radioactive o hindi ang isang substance, kadalasan ay maaari ka nang mapasailalim sa impluwensya nito. Samakatuwid, maging maingat at matulungin. Ang mga radioactive na reaksyon ay nakakatulong sa atin sa maraming paraan, ngunit hindi rin natin dapat kalimutan na ito ay isang puwersa na halos hindi natin kontrolado.
Bilang karagdagan, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala sa kontribusyon ng mga dakilang siyentipiko sa pag-aaral ng radyaktibidad. Nagbigay sila sa amin ng hindi kapani-paniwalang dami ng kapaki-pakinabang na kaalaman na ngayon ay nagliligtas ng mga buhay, na nagbibigay ng enerhiya sa buong bansa at tumutulong na pagalingin ang mga kakila-kilabot na sakit. radioactive mga kemikal na sangkap ay isang panganib at isang pagpapala sa sangkatauhan.
