Миграция радионуклидов

¹³¹J в водной среде находится преимущественно (на ~90%) в ионной форме и лишь на ~8% в коллоидной.

Некоторые радионуклиды этой группы могут находиться в различных  формах в соизмеримых долях. Так, ¹³²Te на 43 – 45% находится в ионной и коллоидной формах и на ~12% в адсорбированном на взвесях состоянии.

¹³¹J как аналог биологически активного стабильного йода обладает высокой миграционной способностью. В организмы поступает через поверхности организмов или через органы дыхания, концентрируется во многих водных растениях.

¹⁴⁰La, ¹⁴³Pr, ¹⁴⁴Ce, ¹⁴²Pm и др. Эти радионуклиды редкоземельных элементов образуют при ЯВ, как и многие другие, окиси и простые соли. Так, радионуклиды церия образуют CeO₂, Ce₂O₃, Ce(NO₃)₃, CeCl₃ и др.. Наиболее характерная форма существования ¹⁴⁴Ce – CeO₂.

В выпадениях ¹⁴⁴Ce содержится почти одинаково в растворимой фракции (~42%) и нерастворимой (~51% и более). В твердой фракции осадков и сухих выпадениях растворимость ¹⁴⁴Ce высокая – соответственно, 73% и 95%. Большая часть этого радионуклида в выпадениях находится в ионной форме.

При переходе в водную среду  ИРН редкоземельных элементов фиксируются  преимущественно (до 75%) на взвесях в  адсорбированном состоянии и  лишь небольшие части находятся  в ионной (~2%) и коллоидной (~4%) формах. Коэффициенты концентрирования на взвеси ¹⁴⁴Ce, например, около 7000.

⁵¹Cr, ⁵⁴Mn, ⁵⁶Mn, ⁵⁹Fe, ⁵⁸Co, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn. Эти и другие продукты активации образуются при ЯВ как правило, в виде относительно крупных сплавленных частиц, различных окислов, которые прочно фиксируют эти радионуклиды. Основная валентность 2⁺ и 3⁺. Кроме окислов и гидроокисей могут образовывать соли, например, хлориды.

Играют исключительно  важную роль в жизни организмов, особенно водных. Для всех этих радионуклидов  характерны большие величины коэффициентов  накопления (~10⁴) в морских организмах и поэтому они могут играть существенную роль в радиоэкологии водных экосистем.

Физико-химические состояния  и формы нахождения этих радионуклидов  в природных условиях очень разнообразны. Особую роль играет их способность  образовывать сложные координационные  комплексы со многими органическими  функциональными группами.

Имеются данные о миграции этих радионуклидов в водных экосистемах. В водной среде легко адсорбируются  на взвесях. Распределение этих радионуклидов  между фракциями (растворимой, адсорбированной  и коллоидной) сильно варьирует в зависимости от условий. Для радионуклидов железа и марганца формы их существования и поведения в морской воде обусловлены присутствием в ней этих элементов.

Так, ⁵¹Cr мигрирует в речных и морских водах в виде ионов Cr³⁺, CrO₄^2-, HCrO₄^-, гидроокиси Cr₂O₃·nH₂O, а также в составе взвесей и планктонных организмов. Во взвешенном состоянии обнаруживается около 25% ⁵¹Cr.

Радионуклид ⁶⁰Co прочно связывается с донными отложениями, содержание в воде очень мало (меньше, чем ¹³⁷Cs), слабо накапливается в гидробионтах (коэффициент накопления <1).

Из-за высоких коэффициентов  накопления в водных организмах радионуклиды этой группы содержатся в значительных количествах, особенно в зонах «цветения» фитопланктона, где биомасса достигает >10 г/м³.

²³⁸Pu, T_½ = 87,44 года; ²³⁹Pu, T_½ = 24110 лет; ²⁴⁰Pu, T_½ = 6530 лет; ²⁴¹Pu, T_½ =   ; ²⁴¹Am, T_½ = 432,2 года. Все эти радионуклиды являются α-излучателями. При ядерных взрывах наибольшие выходы имеют ²³⁴Pu (84 ÷ 94%) и ²⁴⁰Pu (6 ÷ 15%), меньший выход имеет ²⁴¹Pu (0,3 ÷ 1,1%) и, соответственно, продукт его распада ²⁴¹Am. Они являются особенно опасными продуктами ядерных взрывов как в силу больших периодов полураспада, так и токсических свойств при поступлении внутрь организма через органы дыхания.

На земную поверхность  поступают в виде так называемых «горячих» частиц – достаточно крупных  фрагментов ядерного взрывного устройства. Эти частицы почти нерастворимы в воде и только по мере разложения переходят в подвижное состояние.

Заключение.

Исходя из информации, данной курсовой работы, было выявлено, что, особенности биогеохимических циклов определяются, прежде всего, свойствами той среды, в которую радионуклиды попали. А миграция радионуклидов - влиянием абиотических и биотических факторов. Массивное радиоактивное загрязнение, например, в результате атомного взрыва или радиационной аварии опасно локальными непосредственными негативными эффектами в объектах природной среды. Однако и небольшие сбросы радиоактивных отходов могут привести к опасному накоплению радионуклидов в некоторых звеньях их кругооборота, при этом повышенной способностью к концентрированию радиационного вещества обладают многие растительные и животные организмы.

Человек, как непосредственный участник круговорота веществ в биосфере, в определенных случаях может  стать критическим звеном пищевой  цепи, по которой радионуклиды поступают  в его организм.

Вот поэтому нужно разработать не только оптимальные системы защиты  человека от радионуклидов, но и всю экосистемы планеты, а более конкретные методы и правила ограничения выбросов радионуклидов в окружающую среду. Чтобы в дальнейшем не влияло на экологию Земли и на человечество.

Использованная литература.

1. Козлов В. Ф. Справочник по радиационной безопасности. – Москва: Энергоатомиздат, 1987.
2. Бударников В.А., Киршин В.А., Антоненко А.Е. Радиобиологический справочник. — Минск: Ураджай, 1992.
3. Пастернак П. С., Подкур П. П., Кучма Н. Д. Роль леса в предотвращении миграции радионуклидов с загрязненных территорий // Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской АЭС. — Москва: 1990.
4. Пивоваров Ю.П. Радиационная экология: уч. пособие для студентов ВУЗ. /Ю.П. Пивоваров и др. – М.: изд. Центр «Академия», 2004
5. Радиационная безопасность. – Б.м.: Международное агентство по атомной энергии, 1996
6. Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия. 1990—1992
7. http://www.vmedaonline.narod.ru/Chapt15/C15_33.html
8. http://phys.rsu.ru/web/nuclear/radioecologie/fRE5.htm
9. http://chornobyl.in.ua/radionuclide-migration.html
10. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3800.html