1. Естественные источники радиоактивности окружающей среды Искусственные источники радиоактивности окружающей среды Захоронение ядерных отходов

Радиоактивность Земли, тепло и магнетизм.
План:
1. Введение
1.Естественные источники радиоактивности окружающей среды
2. Искусственные источники радиоактивности окружающей среды
3. Захоронение ядерных отходов
4. Ядерный топливный цикл
5. Радионуклиды в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли
Заключения
Литература

1. Введение

У многих слово «радиоактивность» ассоциируется с современными технологиями, атомными электростанциями и ядерным оружием. Хотя это все, разумеется, непосредственно связано с радиоактивностью, нельзя забывать, что существует также много природных источников различных типов радиоактивного излучения. При этом, за последний век к этим естественным источникам добавилось много других, связанных с деятельностью человека, однако они все создают радиационный фон, в котором живет человечество, и вклад естественной радиации намного превышает вклад искусственной. Во-первых, исторически искусственные источники стали появляться лишь в середине прошлого века, а во-вторых, до сих пор в среднем их суммарный вклад остается мал.
Тем не менее, современное развитие ядерной промышленности вызывает необходимость тщательно отслеживать изменения в радиационном фоне, особенно в местах захоронения радиоактивных отходов, около АЭС, в областях крупных аварий. Важно также понимать, как радиоактивные изотопы распространяются в различных средах и как это влияет на изменение радиационного фона.
Данная работа посвящена радиоактивности окружающей среды: ее источникам, составу, механизмам распространения

1. Естественные источники радиоактивности окружающей среды
Существует большое количество естественным образом радиоактивных веществ. Эти природные радионуклиды делятся на первичные и космогенные. Первичные образовались одновременно со всем стабильным веществом Земли, а космогенные постоянно поступают с внеземным веществом либо образуются в результате ядерных реакций, происходящих под действием космических лучей.
На рис. 1 приведено соотношение вкладов различных источников. Как уже было сказано, что несмотря на развитие ядерной промышленности, основной вклад (более 80%) дают различные природные источники.

Рис. 1. Соотношение различных источников облучения [6].
На данный момент, очевидно, из первичных радионуклидов сохранились только такие, которые имеют период полураспада порядка возраста Земли. К таковым относятся изотопы урана ²³⁸U (T_1/2 = 4.5∙10⁹ лет), ²³⁵U (T_1/2 =7.0∙10⁸ лет) и тория ²³² Th (T _1/2 =1.4∙10¹⁰  лет). Эти изотопы являются родоначальниками трех естественных радиоактивных рядов.
Именно уран-238, находящийся в почве, порождает при распаде главный источник фоновой радиации – газ радон ²²² Rn, дающий почти половину средней годовой дозы. Он довольно быстро распадается (T_1/2 = 4 дня), образуя короткоживущие изотопы полония ²¹⁸ Po и ²¹⁴ Po, которые могут накапливаться в легких, продолжая распадаться. Тем не менее, в воздухе концентрация радона мала. Она несколько больше внутри зданий, где радон имеет тенденцию накапливаться в подвалах и на нижних этажах.
Уровни естественной радиации, в том числе и от радона, сильно отличаются в разных точках земного шара, в зависимости от геологического состава пород конкретной местности. Так, в Китае, Индии, Бразилии и Иране были обнаружены области с аномально высоким радиационным фоном. В Рамсаре в Иране доза, получаемая жителями, достигает 260 мЗв/год, что превышает считающуюся максимально допустимой в десятки раз. Несмотря на такой высокий фон, люди жили и продолжают жить в этих областях без негативных последствий для здоровья.
В случае с радоном дополнительную роль в неравномерности концентрации играют конструкции домов. В отдельных зданиях в Канаде, Швеции и Швейцарии были измерены концентрации радона, на 1–2 порядка превышающие средние значения. Однако это − единичные случаи, связанные с совпадением многих природных (свойства пород и почв) и искусственных факторов (материалы построек и вентиляция).

.Рис. 2: Калибровочная кривая радиоуглеродного метода, соответствующая количеству ¹⁴С в атмосфере [10].
Большое практическое значение играет радиоактивный углерод ¹⁴С, имеющий период полураспада около 6 тыс. лет. На изменении его отношения к количеству обычного углерода основан радиоуглеродный метод. На рис. 2 приведена калибровочная кривая этого метода, экстраполированная назад по времени на основе существующих данных. По сути, эта кривая соответствует содержанию изотопа в атмосфере. Видно, что начало ядерных испытаний увеличило концентрацию ¹⁴ С в атмосфере почти в 2 раза к 1963 году, после чего концентрация стала постепенно спадать после запрета атмосферных испытаний.
Другим источником природной радиации является долгоживущий (T_1/2 =1.3∙10⁹  лет) изотоп калия ⁴⁰K. Его распад в ⁴⁰Ar тоже используется для датирования, и видимо, именно ⁴⁰K ответственен за присутствие значительного числа этого изотопа аргона в атмосфере. Кроме того, радиоактивный калий - основной источник радиации, исходящей от живых существ, включая и самого человека. .