Большая Советская Энциклопедия (РА)
Шрифт:
Искусственные Р. а., содержащие продукты деления и радиоактивные изотопы с наведённой активностью, образуются в определённом радиусе при взрыве ядерной бомбы, а также при технологических или аварийных выбросах на предприятиях атомной промышленности, на урановых шахтах и в обогатительных цехах (см. Радиоактивные отходы).
Состав Р. а. зависит от их происхождения и условий существования в атмосфере. См. ст. Радиоактивность атмосферыи лит. при ней.
Радиоактивные минералы
Радиоакти'вные минера'лы, минералы, содержащие природные радиоактивные элементы (долгоживущие изотопы радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th) в количествах, существенно превышающих величины их среднего содержания в земной коре (кларки). Известно около 250 Р. м., содержащих уран,торий либо оба эти элемента; радиевых минералов — достоверно не
Различают Р. м., в которых уран (урановые минералы) или торий (ториевые минералы) присутствуют в виде основного компонента, и Р. м., в состав которых радиоактивные элементы входят в виде изоморфной примеси (уран- и/или торийсодержащие минералы). К р. м. не относятся минералы, содержащие механическую примесь Р. м. (минеральные смеси) или радиоактивные элементы в сорбированном виде.
Урановые минералы подразделяются на две группы. Одна объединяет минералы U4+ (всегда содержащие некоторое количество U6+), представленные окислом урана — уранинитомUO2 и его силикатом — коффинитом U (SiO4)1-x (OH)4x. Настуран (разновидность уранинита) и коффинит — главные промышленные минералы гидротермальных и экзогенных месторождений урана; уранинит, кроме того, встречается в пегматитах и альбититах. Порошковатые окислы (урановые черни) и гидроокислы урана образуют существенные скопления в зонах окисления различных урановых месторождений (см. Урановые руды). Титанаты урана (браннерит UTi2O6 и др.) известны в пегматитах, а также в некоторых гидротермальных месторождениях. Вторая группа объединяет минералы, содержащие U6+, — этогидроокислы (беккерелит 3UO3x3H2O?, кюрит 2PbOx5H2O3x5H2O), силикаты (уранофан Ca (H2O)2U2O4(SiO4)x3H2O, казолит Pb [UO2][SiO4]xH2O), фосфаты (отенит Ca [UO2]2[PO4]2x8H2O, торбернит Cu [UO2]2[PO4]2x12H2O), арсенаты (цейнерит Cu [UO2]2[HSO4]2x12H2O), ванадаты (карнотит K2[UO2][VO4]2x3H2O), молибдаты (иригинит), сульфаты (уранопилит), карбонаты (ураноталит); все они распространены в зонах окисления урановых месторождений.
Ториевые минералы — окисел (торианит ThO2) и силикат (торит ThSiO4) — менее распространены в природе. Они встречаются в качестве акцессорных минералов в гранитах, сиенитах и пегматитах; иногда образуют существенные концентрации в различных россыпях (см. Ториевые руды).
Уран- и/или торийсодержащие минералы — титанаты (давидит), титанотанталниобаты (самарскит,колумбит,пирохлор), фосфаты (монацит), силикаты (циркон) — большей частью рассеяны в изверженных и осадочных горных породах, обусловливая их естественную радиоактивность (см. Радиоактивность горных пород). Лишь небольшая часть из них (давидит, монацит) образует существенные концентрации и является источником получения урана и тория. В радийсодержащем барите предполагается изоморфное замещение бария радием.
Для многих Р. м. характерно метамиктное состояние (см. Метамиктные минералы). Включения Р. м. в зёрнах др. минералов сопровождаются ореолами радиационных нарушений (плеохроичные ореолы и др.). Специфической особенностью Р. м. является также способность к образованию авторадиограмм (см. Авторадиография). Накопление в Р. м. стабильных изотопов с постоянной скоростью позволяет использовать их для определения абсолютного возраста геологических образований (см. Геохронология).
Лит.: Гецева Р. В., Савельева К. Т., Руководство по определению урановых минералов, М., 1956; Соболева М. В., Пудевкина И. А., Минералы урана, М., 1957; Торий, его сырьевые ресурсы, химия и технология, М., 1960; Хейнрих Э. У., Минералогия и геология радиоактивного минерального сырья, пер. с англ., М., 1962; Минералы. Справочник, т. 2, в. 3, М., 1967: то же, т. 3, в. 1, М., 1972; Бурьянова Е. З., Определитель минералов урана и тория, 2 изд., М., 1972.
Радиоактивные отходы
Радиоакти'вные отхо'ды, жидкие, твёрдые и газообразные отходы, содержащие радиоактивные изотопы (РИ) в концентрациях, превышающих нормы, утвержденные в масштабе данной страны.
Жидкие Р. о. образуются в процессе эксплуатации атомных электростанций (АЭС), регенерации ядерного горючего из отработанных тепловыделяющих элементов, использования различных источников радиоактивных излучений в науке, технике и медицине. В СССР закон запрещает сброс Р. о. в открытую гидросеть во всех случаях, когда концентрация РИ в них превышает среднегодовую допустимую концентрацию (СДК). СДК установлены с таким расчётом, чтобы контакт с веществами, содержащими РИ, не оказывал вредного воздействия на человеческий организм и окружающую среду (см. Радиоактивное загрязнение). Поэтому все Р. о. в СССР подвергаются очистке с доведением содержания радиоизотопов до СДК или надёжному вечному захоронению.
Жидкие Р. о. по своей активности делятся на 3 категории: низкого уровня активности, удельная активность которых не превышает 10– 5кюри/л, среднего уровня — от 10– 5 до 1 кюри/л и высокоактивные отходы — выше 1 кюри/л. Свыше 99,9% всей возникающей в процессе эксплуатации АЭС активности при регенерации ядерного горючего переходят в жидкие высокоактивные отходы, которые после концентрирования до небольших объёмов захораниваются в герметичных, как правило, подземных ёмкостях из нержавеющей стали, что исключает проникновение Р. о. в окружающую среду. Кроме того, во всех странах, обладающих атомной промышленностью, ведутся исследования по дальнейшему повышению безопасности захоронения высокоактивных отходов путём перевода их в твёрдые нерастворимые в воде формы. Жидкие отходы низкого уровня активности, т. н. нетехнологические отходы, образующиеся за счёт обмывки помещений и при стирке спецодежды, после тщательной очистки от РИ методами коагуляции и ионного обмена либо дистилляцией направляются в производство для повторного использования или могут сбрасываться в канализацию. Извлечённые из этих отходов РИ, сконцентрированные в шламах или кубовых остатках (~ 0,5% от исходного объёма), представляют собой отходы среднего уровня активности и поэтому хранятся в стальных ёмкостях. Разрабатываются методы перевода этих концентратов в твёрдые формы путём включения их в битум или др. материалы, обладающие высокими гидроизолирующими свойствами.
К твёрдым Р. о. относятся не поддающиеся отмывке загрязнённые материалы, использованная спецодежда и др. Всё это переносится для вечного захоронения в бетонные траншеи и, как правило, заливается цементом.
На объектах атомной промышленности и АЭС, кроме жидких и твёрдых отходов, возможны выбросы, содержащие летучие соединения РИ или сами РИ, такие как 131I, 129I, 85Kr, а также образование радиоактивных аэрозолей. Все эти выбросы проходят специальную очистную систему и затем удаляются в атмосферу через вентиляционную трубу. Общее количество РИ после очистной системы не должна превышать величину предельно допустимых выбросов, установленную для данного объекта с учётом преобладающих ветров, рельефа местности, характера растительности. Высота вентиляционной трубы (обычно 100—150 м) определяется из такого расчёта, чтобы к моменту, когда РИ из газовых выбросов попадут в приземные слои атмосферы, они были бы разбавлены до пределов, исключающих даже следовое воздействие на человеческий организм (как непосредственно, так и косвенно — через растительность и почву).
См. лит. при статьях Радиоактивных веществ токсичность,Радиационная безопасность,Радиохимическая лаборатория,Атомная электростанция и др.
Б. С. Колычев.
Радиоактивные препараты
Радиоакти'вные препара'ты (медицинские), предназначены для радиоизотопной диагностики заболеваний и лучевой терапии опухолей. Р. п. представляют собой радиоактивные изотопы или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами. Из нескольких сотен природных или искусственных радиоактивных изотопов для диагностических целей применяются те, которые при введении в организм участвуют в исследуемых видах обмена веществ или изучаемой деятельности органов и систем. Эти Р. п. имеют короткий эффективный период полураспада, что обусловливает незначительную лучевую нагрузку на организм обследуемого, и характеризуются видом и энергией излучения (бета- или гамма-излучение), которые могут быть зарегистрированы методами радиометрии. Наиболее широко применяются различные соединения 99MTc (диагностика опухолей головного мозга, изучение центральной и периферической гемодинамики и др.), 131I и его соединения (исследования йодного обмена, функции почек, печени и др.), 111In и 113In (исследование печени и др.), коллоидные растворы и макроагрегаты 99MTc, 198Au, 131I, 111In и др. (исследование лёгких, печени, головного мозга и др.), газообразные Р. п. — 133Xe, 85Kr, 15O и др. (исследование функции лёгких, центральной и периферической гемодинамики и др.).