Состояние радиоактивных изотопов в газовой фазе

В атмосферном воздухе радиоактивные изотопы могут присутствовать по ряду причин. Под действием космического излучения в атмосфере непрерывно образуются радиоактивные изотопы. Источниками радионуклидов являются следующие реакции:

Значительное количество радиоактивных изотопов появляется в газовой фазе в результате эманирования земной поверхности, чем и объясняется присутствие изотопов радона и продуктов их распада в атмосфере. В атмосферу могут попадать искусственные радиоактивные изотопы: благородные газы, галогены, имеющие дочерние радиоактивные изотопы, находящиеся в ином агрегатном состоянии. Кроме этого среди продуктов деления в ядерном топливе есть элементы, образующие газы (криптон, ксенон, радон). При охлаждении ядерных реакторов воздухом в результате нейтронного облучения образуется радиоактивный 4,Лг. Благодаря протеканию в атмосфере ядерных реакций в ней образуются вещества, содержащие ,4С и 3Н.

Радиоактивные изотопы в газовой фазе могут существовать в различных формах. Газообразные радиоактивные изотопы образуют атомы и молекулы, а вещества, для которых в макроколичестве характерно твердое состояние, — в виде агрегатов различной величины. Образованию агрегатов способствует наличие полярных молекул. Доказано существование агрегатов, состоящих из радиоактивных атомов, окруженных полярными молекулами, и с другой стороны — существование агрегатов, состоящих из неактивного материала, на котором сорбируется радиоактивный изотоп. Для изучения состояния радиоактивных элементов в газовой фазе используются методы центрифугирования, ультрафильтрации, седиментации, диффузии, радиографии и т.д. При изучении мелкодисперсных аэрозолей применяются электронные микроскопы. Твердые частицы радиоактивных веществ, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе, носят название аэрозолей. Аэрозоли делятся на неустойчивые во времени (пыли) с размерами частиц более 10 мкм и устойчивые во времени (размер частиц менее 1 мкм). Около 90% радиоактивных аэрозолей имеют диаметр менее 0,5 мкм.

На фотопластинках, находящихся в воздухе, содержащем радон, появляются звездообразные треки а-частиц, которые могут быть следами а-распада радиоактивных изотопов, входящих в один агрегат. Кроме того, радиоактивные изотопы были выделены из воздуха, содержащего радон, центрифугированием.

Аэрозоли образуются более интенсивно в среде полярных газов и паров (хлористого водорода, паров воды и т.п.).

Во многих случаях при всех перечисленных процессах образуются радиоактивные аэрозоли (рис. 3.17). Таким обра-

Продукты распада Ra, адсорбированные на аэрозольной частице зом, в газовой фазе радиоактивные вещества могут находиться в молекулярно-дисперсном состоянии и в виде аэрозолей

Рис. 3.17. Продукты распада 226Ra, адсорбированные на аэрозольной частице зом, в газовой фазе радиоактивные вещества могут находиться в молекулярно-дисперсном состоянии и в виде аэрозолей. Радиоактивные аэрозоли представляют собой агрегаты из атомов и молекул, содержащих радионуклид; они часто окружены полярными молекулами веществ, находящихся в газовой фазе вместе с радиоактивным изотопом. Образование аэрозолей происходит также при адсорбции молекул (атомов) радиоактивных веществ на посторонних частицах, находящихся в газах. Вследствие радиоактивного распада и явления отдачи происходит уменьшение размеров и разрушение частиц аэрозолей со временем.

Для принудительного фракционного осаждения частиц аэрозоля с целью последующего определения их количества, размеров, качественного и количественного элементного изотопного состава используют мембранные имиакторы, состоящие из ядерных фильтров с постепенно уменьшающимся диаметром пор и асимметричной мембраны диффузионного типа, пропускающей только газы, находящиеся в молекулярно-дисперсном состоянии.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >