Топырақтың радиоактивті элементтері

Топырақтың радиоактивтілігі топырақта табиғи немесе антропогендік жолмен келген радиоактивті элементтерден пайда болады. Радиоактивтің өлшем бірлігі Бк (Беккерель), Ки (Кюри) 1Кu = 3,7∙10¹⁰Бк. Топырақтың радиоактивтілігі азды-көпті мөлшерде барлық топырақтарда кездеседі. Олар:

1. Топырақта аналық тау жыныстарымен немесе геохимиялық ағыммен келетін табиғи радиоактивтілік.

2. Космогендік, яғни ғарыштық сәулелердің ауа құрамындағы тұрақты элементтердің ядролары мен қарым-қатынасынан пайда болатын жасанды радиоактивтілік болып екі топқа бөлінеді

Топырақтың табиғи радиоактивтілігі көбінесе ауыр металдардың реттік нөмірі Z > 82 үлкен радиоизотоптарымен (радионуклеидтермен) байланысты.

Бұлар үш радиоактивтілік туысты құрайды:

– урандық (₉₂U²³⁸) туыстық жартылай ыдырау периоды – Т_1/2= 4,5 ·10⁹ жыл;

– актинийлік (₈₉А²²⁷) туыстық жартылай ыдырау периоды – Т_1/2= 7,1 ·10⁸ жыл;

– торийлік (₉₀Тh²³²) туыстық жартылай ыдырау периоды – Т_1/2= 1,4 ·10¹⁰ жыл;

Бұлардың әрқайсысында альфа, бетта, гамма бөлшектерін шығаратын 17-14-12 радиоактивті изотоптары кездеседі. Бұл элементтердің ең соңғы заты болып, қорғасынның тұрақты изотоптары жатады: Рb²⁰⁶, Рb²⁰⁷, Рb²⁰⁸.

Радиоактивті туыстық құратын түрлі элементтердің миграциялық қасиеттері әртүрлі болады, себебі олардан шығатын газ радон және оның көп мөлшері атмосфераға таралып ұшуы мүмкін. Атмосфера құрамындағы табиғи уран:

1. U²³⁴ (0.0058 %)

2. U²³⁵ (0.71 %)

3. U²³⁸ (99,28 %) сияқты үш изотоптардан тұрады

Көміртегі-14 және Тритий – космогендік изотоптар болып саналады_. С¹⁴ – оның жартылай ыдырау периоды: Т_1/2 – 5760 жыл. Табиғи радиоизотоптардын ішінде топыраққа маңыздысы ₃Н¹-оның жартылай ыдырау периоды Т_1/2 – 12,3 жыл. Бұлар атмосферада ғарыш сәулелері – нейтрондары мен азот ядросының әрекеттесуінен пайда болғандықтан топыраққа ауадан түседі, сондықтан олардың мөлшері тұрақты көлемде болады. Ол көптеген тау жыныстарының ішінде кездеседі.

Кейбір химиялық элементтердің ядроларының өздігінен ыдырап басқа химиялық элементтерге айналып, бөлшектер мен сәулелер шығаруын радиоактивтілік деп атайды. Радиоактивті қатарға жататын жер қабатындағы элементтер ₉₂U ²³⁵ , ₉₂U²³⁸, ₉₀Th ²³², ₃₇Rb ⁸⁶, ₁₉K ⁴⁰.

Бұлардың ішіндегі топырақта ең көп тарағаны: ₁₉К⁴⁰ – жартылай ыдырау периоды Т_1/2 = 1,3·10⁹ жыл, оның мөлшері 25 пайыз, алуран мен торийдің мөлшері калийден ондаған, жүздеген есе кем болса (25 ·10^-3%), радийдің мөлшері миллион есе кем (25· 10^-4%).

Топырақтың құрамына байланысты олардың активтілігі де әртүрлі болады: ₁₉К⁴⁰ – 18 ПКи/г және ₉₀Th²³² – 0,7 ПКи/г.

Биологиялық тізбек арқылы топырақ-су-шөп-жануар-адамды ескерсек ішетін тамақпен адам ағзасына түсетін радионуклидтердің активтілігі мынадай:

₁₉ К⁴⁰ = 1000-3550 пКи/күн,₃₇Rв ⁸⁶ = 100-150 пКи/күн;

₈₄Ро²⁰⁹ = 1,7-344 пКи/күн, ₈₈Ra²²⁶ = 0.8-285 пКи/күн;

U²³⁶ - 0,15-2Пки/күн.