Реферат: Химия окружающей среды
Оглавление:TOC o «1-3» h z u Оглавление:PAGEREF _Toc35354595 h 1
Введение. PAGEREF _Toc35354596 h 2
Типы ифизическиехарактеристикиионизирующихизлучений. PAGEREF _Toc35354597 h 2
Путипопаданиярадионуклидовв окружающуюсреду. PAGEREF _Toc35354598 h 6
Естественныерадионуклиды… PAGEREF _Toc35354599 h 6
Техногенныерадионуклиды… PAGEREF _Toc35354600 h 6
Авария наЧернобыльскойАЭС.PAGEREF _Toc35354601 h 10
Таблицаоценкирадионуклидноговыброса приаварии наЧАЭС… PAGEREF _Toc35354602 h 11
Биогеохимическиециклырадионуклидовна примереаварии наЧАЭС… PAGEREF _Toc35354603 h 12
Накоплениерадионуклидовирадиобиологическоевоздействиена живыеогранизмыобитающие врайоне ЧАЭС… PAGEREF _Toc35354604 h 13
Радиобиологическиеэффекты урастений. PAGEREF _Toc35354605 h 13
Биологическоевоздействиеи миграции животныхи насекомых. PAGEREF _Toc35354606 h 14
Воздействиерадиации наорганизмчеловека. PAGEREF _Toc35354607 h 15
Наружноеоднократноеоблучение:PAGEREF _Toc35354608 h 17
Повторныеоблучения:PAGEREF _Toc35354609 h 17
Заключение:PAGEREF _Toc35354610 h 18
Resьmee. PAGEREF _Toc35354611 h 20
Использованнаялитература:PAGEREF _Toc35354612 h 21
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">Введение
Вокружающейсреде всеэлементыимеют естественныйбиотическийкруговорот иоказывают навсе живыеорганизмыпланеты различногородавоздействия,в том числе инеблагоприятные.Вредноевоздействиевеществ можетбытьобусловленноне только иххимическимиили физико-химическимисвойствами,но и чистофизическимвлияниемэтих элементов,связанных сихрадиоактивностью.
Радиоактивность– этофизическоеявление котороехарактеризуетсятакимипроцессами ватомном ядре,при которыхизменяетсяего состав ииспускаетсяионизирующееизлучение.
Радиоактивнымиэлементами –называются такиеэлементы всеизотопыкоторыхрадиоактивны.К такимэлементамотносятсявсе естественныеэлементы сатомнымномером выше83 (Bi).
Вредноевоздействиерадиоактивныхэлементовопределяетсяионизирующимизлучением,характеркоторогозависит оттипа радиоактивногораспададанногоизотопа. Классическийопыт,позволяющийобнаружить сложныйсоставрадиоактивногоизлучения,состоит вследующем.Препаратрадияпомещаетсяна дно узкогоканала вкуске свинца.Против <img src="/cache/referats/15369/image002.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">
Типыи физическиехарактеристикиионизирующихизлучений<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> — Лучиили частицы
(обозначают <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">4;атомный вес 4,003;дваположительныхзаряда) – ядраатомов Не,состоящие из 2протонов и 2нейтронов. Вмоментвылета имеютскорость,равную 0,05 – 0,1скоростисвета, иэнергиюварьирущую уразныхрадиоактивныхизотопов винтервале от4 – 9 Мэв(мегаэлектронвольтт.е. 106эв). <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> иливозбуждениеи ионизациюатомов имолекул.Вырванные <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1028"><img src="/cache/referats/15369/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1029"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1030"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1031"><img src="/cache/referats/15369/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> 3 * 104пар ионов.Проникающаяспособность <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><img src="/cache/referats/15369/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1034">Пробег <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> — частиц вдругихвеществахможноопределить,пользуюсьформулами:
<img src="/cache/referats/15369/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> илипо формуле <img src="/cache/referats/15369/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1037">
<img src="/cache/referats/15369/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> — пробег <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> — частиц ввоздухе;
<img src="/cache/referats/15369/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> — плотностьсреды;
А и Z –массовоечисло иатомныйномер элемента,поглощающего<img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1041">
Пробег ввоздухе<img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1042">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> — Лучиили частицы
(обозначают<img src="/cache/referats/15369/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> — 4; 1отрицательныйзаряд) – потокэлектронов, имеющихвсегдаширокийспектрэнергий (от 0 до3 Мэв).Максимальнаяэнергия Емакс.<img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> <img src="/cache/referats/15369/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> (дляразныхизотоповколеблется впределах 0,25 – 0,45 Емакс.).Проникающаяспособность <img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1050"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1051"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1052">макс.)приходят всоприкосновениес атомным ядром.Кинетическаяэнергия <img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1053"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1054">макс.<img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1055"><img src="/cache/referats/15369/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> (при0,03 Мэв < Емакс.< 0,15 Мэв)
<img src="/cache/referats/15369/image049.gif" v:shapes="_x0000_i1057"> (при0,15 Мэв < Емакс.< 0,8 Мэв.)
<img src="/cache/referats/15369/image051.gif" v:shapes="_x0000_i1058"> (приЕмакс. > 0,8 Мэв)
где R –длиннапробега,выраженная вг/см2 (1г/см2 –столбвеществамассой в 1г.при сечении в1см.).
Иногдаиспользуетсяобщаяприближеннаяформула:
R =0,536 Емакс. – 0,165
Толщинапоглощающегослоя равна:
<img src="/cache/referats/15369/image053.gif" v:shapes="_x0000_i1059">
d – Толщинаслоя в см.
<img src="/cache/referats/15369/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> — плотностьэкранирующеговещества вг/см3
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Позитроны
(обозначают<img src="/cache/referats/15369/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1061"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1062"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1063"><span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1064"> — Лучи
–потокфотонов илиэлектромагнитныеколебаниятипа лучейРентгена, нос меньшей длиннойволны (отнескольких <img src="/cache/referats/15369/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> иниже) ичерезвычайнобольшой проникающейспособностью.Поглощениеэнергии <img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1066">1.<span Times New Roman"">
Фотоэлектрическоепоглощение,при которомэнергия <img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1067"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1068">2.<span Times New Roman"">
Квантовогорассеивания,рассматриваемогокак упругоестолкновение(комптон-эффект),когда <img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1069"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1070">3.<span Times New Roman"">
Образованиепар: позитрон– электрон, т.е.реакции,обратнойаннигиляции,происходящейпристолкновении<img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1071">Pb).Приэнергиях больше0,1 Мэвудельнаяионизация от <img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1072"><img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1073"><img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> и <img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1075"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1076"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1077"><img src="/cache/referats/15369/image075.gif" v:shapes="_x0000_i1078">I и I0–интенсивностьпучка до ипосле прохожденияслояпоглотителятолщиной d (в см.), а <img src="/cache/referats/15369/image077.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> (всм.-1) –линейныйкоэффициентпоглощения,характеризующийотносительноепонижениеинтенсивностипучка при егопрохождениичерез еденицутолщиданноговещества.(Даннаятаблица «Линейныекоэффициентыпоглощения <img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1080">приведенавсправочнике«Вредныевещества впромышленности2» изданиепятоестереотипное,Издательство«Химия»Москва,Ленинград 1965г.)
Отсюдаследует, чтотолщина слояпонижающаяинтенсивность<img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/15369/image081.gif" v:shapes="_x0000_i1082"><img src="/cache/referats/15369/image083.gif" v:shapes="_x0000_i1083"><img src="/cache/referats/15369/image085.gif" v:shapes="_x0000_i1084"><img src="/cache/referats/15369/image077.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> используетсятакжемассовый <img src="/cache/referats/15369/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1086"> (всм2 * г-1),атомный <img src="/cache/referats/15369/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> (всм2 * атом -1)иэлектронный <img src="/cache/referats/15369/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1088"> (всм * е-1)коэффициентыпоглощения,откуда:
N – Числоатомоврасподающегосяизотопа.
A и Z – Массовоечисло иатомныйномерэлементапоглощающего<img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1089">
<img src="/cache/referats/15369/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1090"> — Плотностьсреды поглотителя(экранирующеговещества).
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Нейтроны
–(обозначают n,атомный вес 1,009;заряда нет)обладаютсравнительнобольшойпроникающейспособностью.В свободномсостоянии не стабильны;подвергаясь <img src="/cache/referats/15369/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1091"><img src="/cache/referats/15369/image097.gif" v:shapes="_x0000_i1092"><img src="/cache/referats/15369/image099.gif" v:shapes="_x0000_i1093"> — периодполураспада].Взависимостиот их энергиинейтроныподразделяютсяна:1.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/15369/image101.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> 0,025 эв.)2.<span Times New Roman"">
< 100эв.)3.<span Times New Roman"">
E < 20кэв.)4.<span Times New Roman"">
<E < 20 Мэв.)5.<span Times New Roman"">
> 20Мэв.)Проникающаяспособностьнейтроновсравнительновелика. Из-заотсутствиязаряда нейтроныпроникаютсквозьэлектронныеоблака веществаивзаимодействуютс атомнымиядрами. Впроцессенеупругого иупругогостолкновениянейтронытеряютэнергию. ПриЕ < 100 эв.Происходитзахватнейтроновядрами, чтоможетсопровождатьсявозникновением<img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> -лучей, <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1096"><img src="/cache/referats/15369/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1097"><img src="/cache/referats/15369/image106.gif" v:shapes="_x0000_i1098">14С,и можнозаписать, что14N + n1 = 14C + p1 [14N (n, p) 14C].
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Протоны
–(обозначают p, H1;атомный вес 1,008;одинположительныйзаряд) – ядралегкоговодорода.Протонывзаимодействуютс веществом(длиннапробега,механизмионизации инарастаниеее к концупробега)аналогично <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1099"><img src="/cache/referats/15369/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1100"><img src="/cache/referats/15369/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1101"> (такаяже формулаиспользуетсядля расчетапробега вдругихвеществах <img src="/cache/referats/15369/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1102">[обозначениясм. стр. 3].<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Дейтоныили дейтроны
– (обозначают d, DилиН2; атомныйвес 2,014; одинположительныйзаряд) – ядратяжелоговодорода –дейтерия,состоящие из1 протона и 1нейтрона;имеют сходныйс протонамимеханизмвзаимодействияс веществом.При равныхэнергияхдлинна пробегадейтрона в 2раза больше,чем упротона. Дейтронывысокихэнергий(около 100 Мэв)привзаимодействиис атомнымиядрами расщепляютсяна протоны инейтроны.Интенсивностьрадиоактивногораспадаизотоповсильно варьируется,но являетсявеличиной constдляданного видарадиоактивногоизотопа т.е.за равныепромежуткивременираспадаетсявсегдаравная доляатомовданного изотопа,что можновыразитьформулой:
<img src="/cache/referats/15369/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1103">
N0– начальноечисло атомов;
Nt– числонераспавшихсяатомов черезинтервалвремени t;
<img src="/cache/referats/15369/image116.gif" v:shapes="_x0000_i1104"> — constдляданногораспада,характеризующаядолюраспавшихсяатомов заеденицувремени (всек.-1)
Интенсивностьрадиоактивногораспада выражаетсяпериодомполураспада <img src="/cache/referats/15369/image099.gif" v:shapes="_x0000_i1105"><img src="/cache/referats/15369/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1106">
<img src="/cache/referats/15369/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1107">
Средняяпродолжительностьжизни радиоактивногоизотопасчитается поформуле:
<img src="/cache/referats/15369/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1108">
поистечениикоторогоактивностьрадиоактивногоизотопауменьшитьсяв <img src="/cache/referats/15369/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1109"> раз(т.е. до 37%).
Величинуполураспадаиспользуютдля определениядолинераспавшегосярадиоактивногоизотопа поотношению кпервоначальномучерезинтервалвремени t:
<img src="/cache/referats/15369/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1110"><img src="/cache/referats/15369/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1111">
Путипопаданиярадионуклидовв окружающуюсредуЕстественныерадионуклидыНуклид — это видатомов сопределеннымчисломпротонов инейтронов вядре. Еслиядра атомовнуклидарадиоактивны,то егоназываютрадионуклидом.Многиеестественныерадионуклидыимеют земноепроисхождение(их называюттерригенными).В настоящеевремя наЗемлесохранилось23 долгоживущихрадиоактивныхэлемента.Физическиехарактеристикинекоторых из нихпредставленыв таблице:
<table cellspacing=«1» cellpadding=«0» ">Радиоактивные изотопы, изначально присутствующие на Земле.
Радионуклид
Весовое
содержание в
земной коре
Период
полураспада,
лет:
Тип распада:
Уран-238
3*10-6
4.5*109
<img src="/cache/referats/15369/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1112">
Торий-232
8*10-6
1.4*1010
<img src="/cache/referats/15369/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1113"><img src="/cache/referats/15369/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1114">
Калий-40
3*10-16
1.3*109
(<img src="/cache/referats/15369/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1115"><img src="/cache/referats/15369/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1116">
Ванадий-50
4.5*10-7
5*1014
<img src="/cache/referats/15369/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1117">
Рубидий-87
8.4*10-5
4.7*1010
<img src="/cache/referats/15369/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1118">
Индий-115
1*10-7
6*1014
<img src="/cache/referats/15369/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1119">
Лантан-138
1.6*10-8
1.1*1011
<img src="/cache/referats/15369/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1120"><img src="/cache/referats/15369/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1121">
Самарий-147
1.2*10-6
1.2*1011
<img src="/cache/referats/15369/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1122">
Лютеций-176
3*10-8
2.1*1010
<img src="/cache/referats/15369/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1123"><img src="/cache/referats/15369/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1124">
Однакосуществуют иестественныерадионуклиды,образующиесяподдействиемпостояннопопадающегона Землюкосмическогоизлучения,поступающегокак из глубинкосмоса, таки от Солнца.Этирадионуклидыназываюткосмогенными.В составпервичногокосмическогоизлучениявходятпротонывысокихэнергий иядра некоторыхлегкихэлементов.При взаимодействииэтогокосмическогоизлучения сядрами атомов,присутствующимив атмосфереЗемли, протекаетмножествоядерныхреакций. Этотакназываемоевторичноекосмическоеизлучение,достигающееповерхностиЗемл&