Лит.: Метеорология и атомная энергия, пер. с англ., под ред. Н. Л. Бызовой и К. П. Махонько, Л., 1971; Кароль И. Л., Радиоактивные изотопы и глобальный перенос в атмосфере, Л., 1972; Израэль Ю. А., Мирные ядерные взрывы и окружающая среда, Л., 1974.
С. Г. Малахов.
Радиоактивность вод
Радиоакти'вность вод, обусловлена присутствием в водах радиоактивных веществ, поступающих из атмосферы и вымываемых из почв и горных пород. В водах присутствуют как естественные радиоактивные изотопы (40K, 222Rn, 226Ra, 238U и др.), так и искусственные (в основном 90Sr, 90Y и 137Cs), возникшие вследствие ядерных взрывов. Содержание естественных радиоактивных веществ в водах в зависимости от их происхождения колеблется в значительной степени (см. табл.).
| Происхождение воды | Концентрация в 10-12кюри/л |
| 40K | 226Ra | 222Rn | 238U |
| Подземные воды Источники и ручьи Речные воды Озёрные воды Морская вода | — — 8 13 300 | 4 (до 26) до 140 0,2 (до 0,8) 1 (до 8) 0,08 (до 45) | до 200 до 3—104 0,2—0,3 — — | 2,4 (до 40) до 4 0,2 (до 20) 3 0,7 |
Искусственные радиоактивные вещества в воды поступают вместе с осадками из атмосферы (см. Радиоактивность осадков). Так, в результате испытаний ядерного оружия концентрация 90Sr в природных водах до 1968 непрерывно возрастала, достигая в отдельных случаях 10 пкюри/л. Другой основной источник попадания искусственных радиоактивных веществ в водоёмы — сбросные воды предприятий по производству ядерного топлива.
Лит.: Белоусова И. М., Штуккенберг Ю. М., Естественная радиоактивность, М., 1961; Вопросы ядерной метеорологии. Сб. ст., М., 1962, с. 259—71; Радиоэкология водных организмов, [в. 1—2], Рига, 1972—73.
Г. А. Середа.
Радиоактивность горных пород
Радиоакти'вность го'рных поро'д, определяется содержанием в них радиоактивных элементов — членов радиоактивных рядов
,
,
и радиоактивного изотопа
. Содержание др. радиоактивных изотопов (
,
и др.) существенно не влияет на общую Р. г. п., так как скорость их радиоактивного распада крайне мала. Среднее содержание обоих изотопов урана в земной коре (до глубины 16
км) составляет около 2,5×10
-4% (весовых), тория 1,3×10
-3%, радиоактивного изотопа калия 0,029%. Кроме того, в горных породах присутствуют продукты распада радиоактивных элементов, которые иногда мигрируют в окружающие породы и образуют в земной коре струи подземных газов (Не, Ar и т.д.). В почвах накапливается Rn, имеющий радиогенное происхождение.
Среди изверженных горных пород наибольшей радиоактивностью обладают кислые (U — 3,5 ×10-4; Th — 1,8×10-3), наименьшей — ультраосновные породы (U — 3×10-7; Th — 5×10-7). В кристаллических горных породах радиоактивные элементы частично входят в состав акцессорных минералов,ортита,циркона,монацита,апатита, сфена и др., а также частично присутствуют в форме окислов, химически не связанных с определёнными минералами.
Содержание радиоактивных элементов в осадочных горных породах (U — 3,2×10-4; Th — 1,1×10-3) определяется их происхождением; максимальные концентрации в органогенных осадках обусловлены присутствием углерода органического происхождения, фосфатов и др. веществ, являющихся важными осадителями урана (напротив, хемогенные осадки — гипс, каменная соль — отличаются низкой радиоактивностью).
В почвах отношение Th к U значительно выше, чем в коренных (массивных) породах, что связано с накоплением Th в неразрушаемых остатках пород и миграцией легкоподвижного U.
В молодых глубоководных морских отложениях наблюдается значительное накопление иония (изотопа Th, члена радиоактивного ряда
), в десятки раз большее по сравнению с равновесным его содержанием в уране. Это обусловлено химическими особенностями иония, благоприятствующими выпадению его из воды с осадками, в отличие от U, удерживающегося в растворе.
Кристаллические породы Луны (базальты, анортозиты) заметно обеднены радиоактивными элементами (U — 0,24×10-4, Th — 1,14×10-4), а породы Венеры характеризуются соотношениями U (2,2×10-4) и Th (6,5×10-4), близкими земным (каменные метеориты соответственно содержат U — 1,5×10-6 и Th — 4×10-6).
Английский геолог Дж. Джоли впервые (1905) обратил внимание на то, что Р. г. п. имеет важное значение как источник тепловой энергии Земли. Расчёты показали, что если бы концентрация радиоактивных элементов в объёме всей Земли была такой, как в её поверхностном слое, то суммарное количество тепла, образующегося в результате радиоактивного распада, в несколько десятков раз превышало бы потерю Землёй тепла путём излучения его в мировое пространство; из этого следовал вывод, что все радиоактивные элементы сосредоточены только в верхней зоне земной коры. Такое предположение получило частичное подтверждение в 1970-е гг. после измерения концентрации U и Th (10-6%) в образцах пород из мантии, извлечённых со дна океанов.
Норвежский учёный В. М. Гольдшмидт показал (1923—27), что содержание радиоактивных элементов в основном в верхней (гранитной) оболочке Земли связано с химическими особенностями силикатов (изоморфным вхождением U и Th в их структуру). Выплавление силикатной земной коры из мантии по принципу зонного плавления неизбежно приводит к обогащению коры U, Th и щелочными элементами.
В начальную стадию развития Земли выделение радиогенного тепла (см. Геотермика), по расчётным данным советского геофизика Е. А. Любимовой, было в 5 раз больше, чем в современную эпоху. Это было связано с большей Р. г. п. вследствие более высокого содержания радиоактивных элементов (главным образом
и
), а также, вероятно, полностью исчезнувших трансурановых элементов. См. также
Радиоактивные минералы.
Лит.: Любимов Е. А., Термика Земли и Луны, М., 1968: Баранов В. И., Титаева Н. А., Радиогеология, М., 1973; Тугаринов А. И., Общая геохимия, М., 1973.
А. Н. Тугаринов.
Радиоактивность осадков
Радиоакти'вность оса'дков, обусловлена захватом радиоактивных аэрозолей и газов из атмосферного воздуха частицами облаков и осадков. Кроме того, сама вода осадков содержит атомы радиоактивного 3H. Различают естественные и искусственные Р. о., обусловленные вымыванием из атмосферы соответственно естественных и искусственных аэрозолей и газов. Наибольший уровень радиоактивности приходится на короткоживущие продукты распада 222Rn: 218Po (RaA), 214Pb (RaB), 214Bi (RaC), 214Po (RaC’).
