
* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
463 + РАДИОАКТИВНОСТЬ В ПРИРОДЕ 464 Таблица 1 адиоактив ый изотоп ип распад [ериод пол 12,26 лет 5,6•10 лет 1,25-10 лет 5 -10 лет 6 - Ю лет 1 - Ю " лет 5 • 10 лет 5> Ю лет 1,13-Ю лет 2,4 • 1 0 лет >10 лет 1 -10 лет 6,9•10 лет 2 - Ю лет 138 , 4 0 1 д н е й 3,8229 дней 1617 л е т 21,6 лет 1,39-Ю лет 3 , 4 3 - Ю лет 4,51-10 лет 7-Ю лет 2 , 4 8 - Ю лет 3 s 1 0 1 4 1 5 1 5 1 1 1 0 1 3 1 х 1 1 1 7 1 0 4 9 8 5 четными Л оказываются энергетически возможными два противоположных варианта р-распада: ^ " - р а с п а д и электронный захват и л и р ~ - и р - р а с п а д ы . П р и наличии разветвлений общая величина кон с т а н т ы р а д и о а к т и в н о г о р а с п а д а р а в н я е т с я сумме к о н стант распада в каждом из возможных направлений: %=1>%j. Соответственно, в е р о я т н о с т ь к а ж д о г о и з воз м о ж н ы х путей р а с п а д а с о ^ ^ - Д , а п е р и о д п о л у р а с п а д а д л я д а н н о г о , г-го в а р и а н т а р а д и о а к т и в н о г о п р е в р а щ е н и я связан с наблюдаемым общим периодом полу р а с п а д а соотношением (T^/ )i= T^J^i. Х а р а к т е р н ы м и п р и м е р а м и систем, в к - р ы х п р о и с ходят сложные радиоактивные превращения, являют с я радиоактивные ряды п р и р о д н ы х и з о т о п о в т я ж е л ы х эл ементов. 2 Порядковы: номер Средняя pa пространенность в из верженных породах имвол эле ента • А И Н С* К Rb" In La Се " Nd* Sm Lui» Та& Re Pt Bi Po Rn Ra Ac 1 4 0 1 1 6 1 3 8 1 8 0 1 8 7 1 8 0 2 0 0 2 2 7 э Лит.: К ю р и М . , Радиоактивность, п е р . с франц., М . — Л . , 1947; М у р и н А . Н . , В в е д е н и е в р а д и о а к т и в н о с т ь , Л., 1955; П е р л м а н И,, Р а с м у с с е н Д ж . , Альфар а д и о а к т и в н о с т ь , п е р . с а н г л . , М . , 1959; Д а в ы д о в А. С , Т е о р и я а т о м н о г о я д р а , М . , 1958; Г а й с и н с к и й М. Н . , Я д е р н а я х и м и я и е е п р и л о ж е н и я , п е р . с ф р а н ц . , М . , 1961; Э к с п е р и м е н т а л ь н а я я д е р н а я физика, п о д р е д . Э. Сегре, п е р . с а н г л . , т . 3, М . , 1961; Г о л ь д а н с к и й В . И., Двупро тонная радиоактивность, в с б . : Некоторые вопросы физики э л е м е н т а р н ы х ч а с т и ц и а т о м н о г о я д р а , М . , 1962; Ф л е р о в Г. Н . , Д о н е п Е . Д . , Д р у и н В . А . , Спонтанное деле ние и синтез далеких трансурановых элементов, Атомная энер г и я , 1963, 1 4 , № 1 ; Н е ф е д о в В. Д., З а й ц е в В. М., Т о р о п о в а М. А . , Химические изменения при процессах р - р а с п а д а , У с п . Х и м и и , 1963, 3 2 , в ы п . 11. В. И. Гольданский. 1 6 19 37 49 57 58 60 62 71 73 75 78 83 84 86 88 89 90 91 92 оде ржание смеси изо>пов, % зВ 1 я Н С кb R In La Се Nd Sm Lu Та Re Pt Bi Po Rn Ra Ac Th Pa U 1850 62000 316 0,084 28 27,4 20, 1 2.6 0,55 1,44 0,00051 0,0024 0,046 9,3.Ю2 , 75 1 0 4,1 - Ю 2 , 3. Ю 5,4 зло-& 1,07 1 1 7 1 4 4 1 4 7 2 1 3 2 2 2 1 2 2 2 6 0 Pa21 3 TJ238 U 235 U 2 3 4 —10~ 10 ~ 0,0118 27,85 95,77 0,089 11,07 23,83 15,07 2,59 0,0123 62,93 0,0127 — 100 -100 -100 -100 — 100 — 100 — 100 99,2739 0,7205 0,0056 1 2 4 0 е, р ~ а а а е, Ре, Р- Р" Р" е, Р~ 0Р Р" а а а а а а а а а а а РАДИОАКТИВНОСТЬ В ПРИРОДЕ обусловлена р а с п р о с т р а н е н и е м е с т е с т в е н н ы х р а д и о а к т и в н ы х эле ментов и изотопов в различных природных образо в а н и я х : м и н е р а л а х и г о р н ы х п о р о д а х , атмосфере, г и д р о с ф е р е , биосфере, а т а к ж е в космич. т е л а х . Н а л и ч и е р а д и о а к т и в н ы х свойств у с т а н о в л е н о у 60 п р и р о д н ы х изотопов. К н и м относятся, в первую очередь, U , U и T h , к-рые, распадаясь, образуют 3 ряда последовательно распадающихся радиоактивных и з о т о п о в (см. Радиоактивные ряды), р а с п о л о ж е н н ы х в к л е т к а х п е р и о д и ч . системы Менделеева от № 81 до № 91 ( и з о т о п ы T l , P b , B i , Р о , A t , R n , Fr, Ra, A c , Pa). О с т а л ь н ы е п р и р о д н ы е р а д и о а к т и в н ы е и з о т о п ы , р а с п а д а я с ь путем а- и р-распада и л и Я-захвата, о б р а з у ю т с т а б и л ь н ы е п р о д у к т ы . Среди н и х н а и б о л ь ш е е з н а ч е н и е имеют р а д и о а к т и в н ы е изотопы к а л и я и р у б и д и я ( К и R b ) ; с л а б ы е р а д и о а к т и в н ы е свойст ва о б н а р у ж е н ы у и з о т о п о в I n , L a , С е , N d , S m , Lu *, Т а , Re , P t и B i . Кроме того, п о д д е й с т в и е м н е й т р о н о в космич. и з л у ч е н и я в атмо с ф е р е п о с т о я н н о о б р а з у ю т с я р а д и о а к т и в н ы е изотопы в о д о р о д а и углерода ( Н и С ) . В с е п е р е ч и с л е н н ы е и з о т о п ы (за и с к л ю ч е н и е м д в у х последних) я в л я ю т с я очень долгоживущими и характеризуются излучения ми низкой энергии. Поэтому обнаружение радиоак т и в н ы х свойств э т и х и з о т о п о в стало в о з м о ж н ы м т о л ь ко н а современном у р о в н е и з м е р и т е л ь н о й т е х н и к и . 2 3 8 2 3 5 2 3 2 4 0 87 1 1 5 1 3 8 1 4 2 1 4 4 1 4 7 17 1 8 0 187 1 9 0 2 0 9 3 1 4 Распределение главнейших р а д и о а к т и в н ы х эле ментов в земной к о р е очень н е р а в н о м е р н о (см. табл. 2). Таблица 2 Природные образования и-ю«, гг Th-10 , гг f i Ra-lO г г 1 2 , Магматические породы: 7,0 5,6 3,0 Осадочные породы: —4 4,3 1,5 Геосферы: базальтовая перидотитовая . . . . промежуточная , . . центральное ядро . . 4,0 1,00 0,014 0,012 0,003 13,5 4,0 0,056 0,048 0,013 1,4 0,34 0,0046 0,0040 0,0010 13,0 0,5 20,5 19.0 6,9 2,4 1,9 0,95 0-1,5 1,3 0,5 — • В спектрах нек-рых холодных гигантов и сверх г и г а н т о в о б н а р у ж е н т е х н е ц и й — элемент, отсутству ющий на Земле (Z=43) и образующийся в нек-рых к о с м и ч . т е л а х п р и я д е р н ы х р е а к ц и я х (м. б. н е й т р о н н ы й з а х в а т и л и ф о т о - р - п р о ц е с с ы , вследствие к - р ы х Мо может превратиться в Тс ). В табл. 1 дана средняя распространенность радио а к т и в н ы х элементов и и з о т о п о в в и з в е р ж е н н ы х п о р о д а х (по А. П . В и н о г р а д о в у ) . Р а с п р о с т р а н е н н о с т ь к р е м н и я п р и н я т а р а в н о й 10 . В результате процессов радиоактивного распада З е м л я п о л у ч а е т н е к - р о е количество т е п л о в о й э н е р г и и ( 1 , 3 5 - 1 0 кал/сек), что п р и м е р н о соответствует тому количеству тепла, которое Земля теряет на лучеис п у с к а н и е в м и р о в о е п р о с т р а н с т в о . Этой э н е р г и е й о б у с л о в л е н о у в е л и ч е н и е темп-ры с г л у б и н о й (гео термический градиент). Практически вся эта энергия образуется п р и распаде урана ( U и U — актиноу р а н а ) , т о р и я (с и х п р о д у к т а м и р а с п а д а ) и к а л и я . 9 7 9 7 е 13 2 3 8 2 3 5 Среднее с о д е р ж а н и е у р а н а и т о р и я в м е т е о р и т а х существенно н и ж е , ч е м в з е м н о й к о р е . Е с л и п р и нять распространенность кремния в метеоритах за 1 • 10 , то с о д е р ж а н и е к а л и я б у д е т р а в н я т ь с я 3 1 6 0 , у р а н а — 0,0178 и т о р и я — 0,033. В земных о б ъ е к т а х у р а н и т о р и й н а х о д я т с я н е т о л ь ко в с о с т о я н и и р а с с е я н и я , но в н е к - р ы х у с л о в и я х м о г у т к о н ц е н т р и р о в а т ь с я , входить в з а м е т н ы х к о л и чествах в к р и с т а л л и ч , р е ш е т к и р я д а м и н е р а л о в в виде изоморфной примеси и д а ж е образовывать самостоя т е л ь н ы е у р а н о в ы е и ториевые м и н е р а л ы , в к - р ы х э т и элементы я в л я ю т с я г л а в н ы м и к о м п о н е н т а м и . Р а з н о о б разие таких минералов очень велико и достигает бо лее 200, однако з н а ч и т е л ь н а я ч а с т ь и х в с т р е ч а е т с я весьма редко. В магматич. о б р а з о в а н и я х ( г р а н и т о и д а х , щелочных породах, пегматитовых и гидротермаль ных ж и л а х ) T h и U часто в с т р е ч а ю т с я совместно в с и л и к а т а х Z r , р е д к о з е м е л ь н ы х элементов, H i , N b , Т а , T i , и м е ю щ и х с л о ж н ы й п е р е м е н н ы й состав. Среди них наиболее известны: циркон, ортит, хлопинит, эшинит, эвксенит, давидит, пирохлор, самарскит и многие д р . Важнейшими урановыми минералами с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м у р а н а я в л я ю т с я безводные его о к и с л ы , п р е д с т а в л я ю щ и е единый р я д о к и с л о в 4-валентного и 6-валентного U с общей ф о р м у л о й е