Книга: Сапожников Ю. А., Алиев Р. А., Калмыков С. Н. «Радиоактивность окружающей среды»

Серия: "Методы в химии"

Учебное пособие, написанное преподавателями кафедры радиохимии химического факультета МГУ, посвящено одной из актуальных проблем охраны окружающей среды. Рассматривается поступление естественных и техногенных радионуклидов в окружающую среду, особое внимание уделяется поведению радионуклидов в атмосфере и гидросфере. Обсуждаются проблемы определения радионуклидов в окружающей среде, в том числе пробоотбор, подготовка пробы, методы разделения и концентрирования и выбор метода измерения радиоактивности и идентификации радионуклидов. В качестве примеров описывается анализ различных объектов.
Для студентов радиохимических специальностей, слушателей курсов повышения квалификации, а также экологов, геохимиков и других специалистов, связанных с природоохранной деятельностью.

Содержание:

Предисловие...... 3 Принятые обозначения и сокращения...... 5 1. Введение...... 7 2. Поступление радионуклидов в окружающую среду...... 10 2. 1. Естественная радиоактивность...... 10 2. 2. Искусственные радионуклиды в окружающей среде...... 14 2. 2. 1. Ядерное оружие...... 15 2. 2. 2. Ядерные взрывы, проводимые в мирных целях...... 19 2. 2. 3. Сброс радиоактивных отходов в моря и реки...... 21 2. 2. 4. Аварийные ситуации на морских и воздушных судах...... 27 2. 2. 5. Искусственные спутники Земли...... 28 2. 2. 6. Ядерный топливный цикл...... 29 2. 2. 7. Аварии на предприятиях ядерного топливного цикла...... 30 2. 2. 8. Боеприпасы с обедненным ураном...... 33 Литература...... 37 3. Радионуклиды в атмосфере...... 38 3. 1. Радон и продукты его распада...... 38 3. 2. Космическое излучение и космогенные радионуклиды...... 42 3. 2. 1. Углерод-14...... 43 3. 2. 2. Бериллий-7 и бериллий-10...... 46 3. 3. Искусственные радионуклиды в атмосфере...... 47 Литература...... 48 4. Радионуклиды в гидросфере...... 49 4. 1. Естественная радиоактивность гидросферы...... 49 4. 2. Искусственная радиоактивность гидросферы...... 61 4. 2. 1. Актиниды в гидросфере...... 69 Литература...... 75 5. Радионуклиды в литосфере...... 77 5. 1. Миграция искусственных радионуклидов в почве и перенос почва — растение...... 78 5. 2. Роль гуминовых и фульвокислот в миграции радионуклидов...... 83 5. 2. 1. Строение и свойства гуминовых кислот и фульвокислот...... 83 5. 2. 2. Комплексообразование радионуклидов с гуминовыми кислотами...... 87 Литература...... 90 6. Природная и техногенная радиоактивность в городской среде...... 92 6. 1. Особенности городского ландшафта...... 92 6. 2. Природные радионуклиды в городской среде...... 93 6. 3. Техногенные радионуклиды в городской среде...... 97 6. 4. Радионуклиды в помещениях...... 103 Литература...... 106 7. Применение радионуклидов в качестве трассеров при исследовании окружающей среды...... 107 7. 1. Природные радионуклиды...... 109 7. 1. 1. Торий-234...... 109 7. 1. 2. Свинец-210 и полоний-210...... 111 7. 1. 3. Бериллий-7...... 116 7. 1. 4. Фосфор-32 и фосфор-33...... 118 7. 1. 5. Кремний-32...... 121 7. 2. Искусственные радионуклиды...... 122 7. 3. Идентификация источников поступления искусственных радионуклидов...... 129 Литература...... 135 8. Определение радионуклидов в окружающей среде. Общие проблемы...... 137 8. 1. Постановка задачи...... 138 8. 2. Выбор метода определения радионуклида...... 139 8. 3. Применение носителей...... 139 8. 4. Определение химического выхода...... 140 Литература...... 142 9. Отбор проб объектов окружающей среды...... 143 9. 1. Общие принципы пробоотбора...... 143 9. 2. Планирование пробоотбора...... 143 9. 3. Компоненты атмосферы...... 144 9. 4. Атмосферные выпадения...... 145 9. 5. Природная вода...... 146 9. 6. Взвешенное и коллоидное вещество...... 147 9. 7. Донные отложения...... 149 9. 8. Льды...... 150 9. 9. Почва...... 150 9. 10. Биота...... 152 Литература...... 152 10. Методы разделения и концентрирования...... 154 10. 1. Экстракция...... 154 10. 1. 1. Экстракция несольватированных нейтральных соединений...... 156 10. 1. 2. Экстракция внутрикомплексных соединений...... 156 10. 1. 3. Экстракция донорными экстрагентами...... 157 10. 1. 4. Экстракция аминами...... 158 10. 2. Экстракционная хроматография...... 160 10. 3. Осаждение и соосаждение...... 163 Литература...... 165 11. Измерение радиоактивности и идентификация радионуклидов...... 166 11. 1. Основные понятия и определения...... 166 11. 1. 1. Эффективность регистрации излучений...... 166 11. 1. 2. Фон и холостой опыт...... 167 11. 1. 3. Идентификация радионуклидов...... 168 11. 1. 4. Временные характеристики детекторов...... 168 11. 1. 5. Постановка задачи...... 170 11. 2. Ионизационные детекторы...... 170 11. 3. Гамма-спектрометрия...... 176 11. 3. 1. Испускание и поглощение гамма-квантов ядрами...... 176 11. 3. 2. Взаимодействие гамма-квантов с веществом...... 177 11. 3. 3. Детектирование гамма-квантов...... 179 11. 3. 4. Определение радиоактивности...... 181 11. 3. 4. 1. Калибровка...... 183 11. 3. 4. 2. Набор спектра препарата, определение площади пика...... 185 11. 3. 4. 3. Идентификация пиков...... 185 11. 3. 4. 4. Учет фона...... 185 11. 3. 4. 5. Количественное определение радионуклидов...... 187 11. 3. 4. 6. Учет каскадных гамма-квантов...... 188 11. 3. 5. Применение метода...... 190 11. 3. 6. Проблемы метода...... 190 11. 4. Альфа-спектрометрия с применением полупроводниковых детекторов...... 192 11. 4. 1. Взаимодействие альфа-частиц с веществом...... 192 11. 4. 2. Калибровка -спектрометра по энергии и эффективности...... 194 11. 4. 3. Условия измерения...... 196 11. 4. 4. Обработка -спектров...... 198 11. 5. Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия...... 199 11. 5. 1. Введение...... 199 11. 5. 2. Процесс регистрации излучения. Передача энергии в жидкостно-cцинтилляционных системах...... 200 11. 5. 3. Процессы гашения в ЖС системах...... 203 11. 5. 4. Определение абсолютной активности. Параметры гашения...... 206 11. 5. 5. Трассирование эффективности...... 209 11. 5. 6. Установки для жидкостно-сцинтилляционных измерений...... 212 11. 5. 7. Анализ сложных смесей радионуклидов ЖС методом...... 215 11. 5. 8. Измерение черенковского излучения...... 216 11. 5. 9. Практическая работа с аппаратурой для ЖС измерений...... 218 11. 6. Измерение низких активностей...... 219 11. 6. 1. Критический уровень IC...... 221 11. 6. 2. Минимальная детектируемая скорость счета ID...... 222 11. 6. 3. Расчет критического уровня и минимального детектируемого количества импульсов...... 222 11. 6. 4. Методы снижения фона...... 224 11. 7. Другие методы определения радионуклидов...... 229 11. 7. 1. Масс-спектрометрия...... 229 11. 7. 2. Активационный анализ...... 231 Литература...... 233 12. Методыопределения физико-химических форм радионуклидов...... 236 12. 1. Изучение связывания с частицами разного размера...... 236 12. 2. Фракционирование радионуклидов по различным геохимическим фракциям почв и донных осадков...... 240 12. 3. Определение химической формы радионуклидов...... 242 12. 3. 1. Косвенные способы определения валентных форм радионуклидов...... 242 12. 3. 2. Прямые методы определения валентных форм радионуклидов...... 244 12. 4. Рентгеновские методы изучения форм радионуклидов...... 244 Литература...... 248 13. Анализ объектов окружающей среды...... 251 13. 1. Углерод-14...... 251 13. 2. Бериллий-7...... 252 13. 3. Фосфор-32 и фосфор-33...... 253 13. 4. Радий...... 254 13. 4. 1. Радий-226...... 254 13. 4. 2. Радий-228...... 255 13. 5. Радон и короткоживущие продукты его распада...... 256 13. 6. Свинец-210 и продукты его распада...... 257 13. 7. Торий-234...... 258 13. 8. Цезий-137 и цезий-134...... 262 13. 9. Стронций-90...... 264 13. 10. Радиоактивные изотопы иода...... 264 13. 10. 1. Иод-131...... 264 13. 10. 2. Иод-129...... 265 13. 11. Трансурановые элементы...... 267 13. 11. 1. Плутоний...... 267 13. 11. 2. Нептуний...... 269 13. 11. 3. Америций...... 269 13. 12. Определение радиоактивности в питьевой воде...... 270 Литература...... 272 Заключение...... 275 Рекомендуемая литература...... 277 Приложение. Наиболее интенсивные γ-линии радионуклидов естественных рядов урана–радия и тория...... 278 Указатель радионуклидов...... 280

Издательство: "БИНОМ. Лаборатория знаний" (2015)

ISBN: 9785996327911