Введение
Радиоактивность окружающей среды не ограничивается актинидами; неактиниды, такие как радон и радий, также имеют значение. Хотя все актиноиды являются радиоактивными, в земной коре есть много актиноидов или актиноидов, связанных с минералами, такими как уран и торий. Эти минералы полезны во многих отношениях, например, для определения даты углеродного анализа, большинства детекторов, рентгеновских лучей и других.
Ингаляция или проглатывание
Как правило, проглоченные нерастворимые соединения актинидов, такие как высокооплавленный диоксид урана и смешанное оксидное топливо (MOX), проходят через пищеварительную систему с небольшим эффектом, поскольку они не могут раствориться и быть поглощены организмом. Однако вдыхаемые соединения актинидов будут более вредными, поскольку они остаются в легких и облучают легочную ткань. Поглощенные низкоокислые оксиды и растворимые соли, такие как нитраты, могут быть впитаны в кровоток. Если их вдыхать, то твердое вещество может раствориться и покинуть легкие. Поэтому доза в легких будет меньше для растворимой формы.
Актиниум
Актиниум может быть обнаружен в естественных следах в урановой руде в виде 227Ac, излучателя α и β с периодом полураспада 21,773 года. Уранская руда содержит около 0,2 мг актиниума на тонну урана. Чаще всего он получается в миллиграммовых количествах путем нейтронного облучения 226Ra в ядерном реакторе. Природный актиний почти исключительно состоит из одного изотопа, 227Ac, с лишь крошечными следами других более короткоживущих изотопов (225Ac и 228Ac), встречающихся в других цепочках распада.
Торий
В Индии большое количество торийной руды можно найти в виде монозита в месторождениях плацеров в песчаных дюнах западного и восточного побережья, особенно в прибрежных районах Тамил-Наду. Жители этой области подвергаются воздействию естественной дозы радиации, которая в десять раз превышает средний уровень в мире.
Возникновение
Торий встречается в большинстве пород и почв в низких количествах, где его количество примерно в три раза больше, чем урана, и примерно столько же, сколько свинца. В среднем почва обычно содержит приблизительно 6 частей на миллион (ppm) тория. Торий встречается в нескольких минералах; наиболее распространенным является редкоземельный фосфат тория минерал моназит, который содержит до 12% оксида тория. В нескольких странах имеются значительные месторождения. 232Th распадается очень медленно (его период полураспада примерно в три раза больше возраста Земли). Другие изотопы тория встречаются в цепочках распада тория и урана. Они имеют более короткий срок жизни и, следовательно, гораздо более радиоактивны, чем 232Th, хотя по массе они незначительны.
Эффекты на людях
Торий связан с раком печени. В прошлом тория (диоксид тория) использовалась в качестве контрастного агента для медицинской рентгеновской рентгенографии, но ее использование было прекращено. Он продавался под именем Торотраст.
Протактиний
Протактиний 231 встречается в природе в урановых рудах, таких как пичбленда, до 3 ppm в некоторых рудах. Протактиний естественным образом присутствует в почве, породах, поверхностных водах, грунтовых водах, растениях и животных в очень низких концентрациях (порядка 1 ppt или 0,1 пикокурий (pCi) /g).
Уран
Уран - это природный металл, который широко распространен. Он присутствует почти во всех почвах и его больше, чем антимона, бериллия, кадмия, золота, ртути, серебра или вольфрама, и примерно столько же, сколько мышьяка или молибдена. Значительные концентрации урана встречаются в некоторых веществах, таких как фосфатные породы, и минералы, такие как лигнит и моназитовые пески в богатых ураном рудах (он извлекается коммерчески из этих источников). Морская вода содержит около 3,3 части на миллиард урана по весу, поскольку уран (VI) образует растворимые карбонатные комплексы. Добыча урана из морской воды рассматривалась как способ получения этого элемента. Из-за очень низкой специфической активности урана его химические эффекты на живые организмы часто могут перевешивать эффекты его радиоактивности. В некоторых местах в окружающую среду добавляется дополнительный уран из-за ядерного топливного цикла и использования обедненного урана в боеприпасах.
Нептуний
Как и плутоний, нептуний имеет высокое сродство с почвой. Однако в долгосрочной перспективе он относительно подвижен, и диффузия нептуния 237 в подземных водах является важной проблемой при проектировании глубокого геологического хранилища для постоянного хранения отработавшего ядерного топлива. 237Np имеет период полураспада 2,144 миллиона лет и, следовательно, является долгосрочной проблемой; но его период полураспада все еще намного короче, чем у урана 238, урана 235 или урана 236, и поэтому 237Np имеет более высокую специфическую активность, чем эти нуклеиды. Он используется только для получения плутония 238, когда бомбардируется нейтронами в лаборатории.
Америций
Америций часто попадает на свалки из выброшенных детекторов дыма. Правила, связанные с утилизацией детекторов дыма, в большинстве муниципалитетов очень мягкие. Например, в Великобритании разрешено утилизировать детектор дыма, содержащий америций, помещая его в мусорную корзину с обычными бытовыми отходами, но каждая мусорная корзина, содержащая мусор, ограничена только одним детектором дыма. Производство продуктов, содержащих америций (таких как детекторы дыма), а также ядерные реакторы и взрывы также могут выделять америций в окружающую среду. В 1999 году во Франции загорелся грузовик, перевозивший 900 детекторов дыма; утверждается, что это привело к выбросу америция в окружающую среду. В США "Радиоактивный скаут" Дэвид Хан смог купить тысячи детекторов дыма по остаточным ценам и сконцентрировать америций из них. Были случаи, когда люди подвергались воздействию америция. Худшим случаем был случай с Гарольдом МакКласки, который подвергся воздействию чрезвычайно высокой дозы америция 241 после аварии с коробкой для перчаток. Впоследствии он был подвергнут хелатирующей терапии. Вероятно, медицинская помощь, которую ему оказали, спасла ему жизнь; несмотря на аналогичное биоразпределение и токсичность плутония, два радиоактивных элемента имеют разные химические состояния раствора. Америций стабилен в окислительном состоянии +3, в то время как окислительное состояние плутония +4 может образовываться в организме человека. Наиболее распространенный изотоп америций 241 распадается (период полураспада 432 года) на нептуний 237, который имеет гораздо более длительный период полураспада, поэтому в долгосрочной перспективе применяются вопросы, обсуждаемые выше для нептуния. Американский цинк, выделяемый в окружающую среду, имеет тенденцию оставаться в почве и воде на относительно небольшой глубине и может быть поглощен животными и растениями во время роста; моллюски, такие как креветки, поглощают америциум 241 в своих оболочках, а части зерновых растений могут быть загрязнены воздействием. В статье 2021 года, J. D. Chaplin et al. В ходе исследования были получены результаты исследований, проведенных в области диффузионных градиентов в тонкопленочной технике, которые позволили измерить лабильность биодоступного америция в почвах, а также в пресной и морской воде.
Курий
Атмосферные соединения курия плохо растворимы в обычных растворителях и в основном придерживаются частиц почвы. Анализ почвы показал, что концентрация курия в песчаных частицах почвы примерно в 4000 раз выше, чем в воде, присутствующей в порах почвы. Еще большее соотношение - около 18 000 - было обнаружено на глиняных почвах.
Калифорний
Калифорний довольно нерастворим в воде, но хорошо придерживается обычной почвы, и его концентрация в почве может быть в 500 раз выше, чем в воде, окружающей частицы почвы.