Радіоактивність атмосфери
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Радіоактивність атмосфери

Радіоактивність атмосфери, обумовлена присутністю в атмосфері радіоактивних газів і аерозолів, що потрапляють в неї в результаті процесів, що відбуваються в природі, і діяльності людини. Відповідно розрізняють природний і штучний Р. а. Природні радіоактивні гази є ізотопами радону: 222 Rn — радон, 220 Rn — торон, 219 Rn — актинон, і утворюються унаслідок радіоактивного розпаду 238 U, 232 Th і 235 U (див. Радіоактивні ряди ). Вони поступають в атмосферу з грунтовим повітрям при обміні його з атмосферним (т.з. ексхаляция) або шляхом дифузії. При радіоактивному розпаді ізотопів Rn утворюються аерозольні продукти їх розпаду> (див. Радіоактивні аерозолі ), т.к. возникающие при цьому хімічні елементи відносяться до металів і не летучи за звичайних умов (Po, Bi і ін.). При цьому 232 Rn (період напіврозпаду T 1/2 = 3,8 сут ) поширюється в межах тропосфери, а його довгоживучі продукти розпаду 210 Pb (RAD), 210 Bi (RAE), 210 Po (RAF) виявлені в стратосфері. Вміст 222 Rn в повітрі над океанами на 2 порядки нижче, ніж над материками, а концентрація над земною поверхнею зменшується приблизно удвічі на кожен км. висоти. Торон і актинон унаслідок малого значення T 1/2 (54 сік і 3,9 сік ) присутні лише в земної поверхні. Продукт розпаду торону 212 Pb (THB) з T 1/2 =10,6 ч виявляється в нижній тропосфері. В повітрі над океанами 220 Rn, 210 Rn і їх продукти розпаду практично відсутні.

загрузка...

  Основна маса природних радіоактивних ізотопів 7 Ве, 10 Ве, 35 S, 32 P, 33 P, 22 Na, 14 C, 3 H), що виникають при взаємодії космічного випромінювання з ядрами атомів хімічних елементів, що входять до складу повітря, утворюється в стратосфері, де і наголошуються найбільші їх концентрації.

  Штучні радіоактивні аерозолі утворюються при ядерних вибухах. Через декілька десятків сік після вибуху вони містять ~ 100 різних радіоактивних ізотопів; найбільш токсичними з них вважаються 90 Sr, 137 Cs, 14 C, 131 I. Висота занедбаності в атмосферу радіоактивних аерозолів залежить від потужності і висоти ядерного вибуху, а характер їх поширення — від розмірів часток і від висоти занедбаності їх в атмосферу. Найбільш крупні частки (сотні мкм і вище) швидко випадають з атмосфери, поширюючись всього на сотні км. від місця вибуху (локальні випадання). Проте в разі вибухів потужних ядерних бомб (еквівалентних десяткам мегатонн тринітротолуолу) вони потрапляють в стратосферу і, перш ніж випадуть на поверхню Землі, можуть пройті в атмосфері тисячі км. Дрібні аерозолі (розміром не більше декількох мкм ), що попали при вибуху в верхню тропосферу, зазвичай поширюються уздовж зонального поясу широт із заходу на схід, а покинуті в стратосферу випадають на поверхню Землі в межах всієї півкулі, а в деяких випадках — в обох півкулях, тому випадання цих аерозолів називаються глобальними.

  Основний механізм очищення атмосфери від радіоактивних аерозолів — випадання опадів (див. Радіоактивність опадів ). Середній час t перебування радіоактивного аерозоля в нижній тропосфері (до моменту його випадання на земну поверхню) порядка декілька сут , а у верхній тропосфері 20—40 сут. Радіоактивні аерозолі, що попали в нижні шари стратосфери, мають t порядка рік і вище. Величина t зростає із збільшенням висоти занедбаності в стратосферу. Зазвичай велика частина радіоактивних продуктів ділення залишається в межах тієї півкулі, де проведений вибух ядерної бомби.

  Концентрація продуктів ділення в тропосфері зростає з висотою. Особливо велике зростання наголошується під час переходу через тропопазу. У стратосфері максимум концентрації продуктів ділення по вимірах до осені 1961 наголошувався на висоті 19—23 км. (приблизно на тій же висоті, що і шар максимальної концентрації нерадіоактивного аерозоля). Радіоактивне забруднення атмосфери від підприємств атомної промисловості має найчастіше локальний характер; проте 85 Kr розподілений по всій тропосфері.

  Вивчення поширення в атмосфері природних радіоактивних аерозолів, а також продуктів ядерних вибухів дозволило отримати деякі характеристики фізики атмосфери: швидкість вимивання аерозолів з атмосфери, оцінку коефіцієнта макротурбулентної дифузії і швидкості обміну між атмосферами півкуль, а також між стратосферою і тропосферою і т.д.

  Літ.: Метеорологія і атомна енергія, пер.(переведення) з англ.(англійський), під ред. Н. Л. Бизової і К. П. Малесенький, Л., 1971; Кароль І. Л., Радіоактивні ізотопи і глобальне перенесення в атмосфері, Л., 1972; Ізраель Ю. А., Мирні ядерні вибухи і довкілля, Л., 1974.

  С. Р. Малахов.