Kr კვანტური მექანიკა. რადიოაქტიური დაშლის კანონი

120. 94 Pu 239 → 92 U 235 + 2 He 4 დაშლის დროს გამოიყოფა ენერგია, რომლის უმეტესი ნაწილი α ნაწილაკების კინეტიკური ენერგიაა. 0,09 მევ-ს გადააქვს ურანის ბირთვების მიერ გამოსხივებული γ-სხივები. განვსაზღვროთ α-ნაწილაკების სიჩქარე, m P u =±239,05122 amu, m U =235,04299 amu, m A, = 4,00260 amu.

121. დაშლის პროცესში ურანის ბირთვი იშლება ორ ნაწილად, რომელთა საერთო მასა ბირთვის საწყის მასაზე ნაკლებია ერთი პროტონის დანარჩენი მასით დაახლოებით 0,2-ით. რამდენი ენერგია გამოიყოფა ურანის ერთი ბირთვის დაშლისას?

123. დაადგინეთ წლის განმავლობაში დაშლილი 92 U 238 ურანის ატომების რაოდენობა, თუ ურანის საწყისი მასა არის 1 კგ. გამოთვალეთ ურანის დაშლის მუდმივი.

124. გამოთვალეთ რადონის ატომების რაოდენობა, რომლებიც დაიშალა პირველი დღის განმავლობაში, თუ რადონის საწყისი მასა არის 1 გ. გამოთვალეთ ურანის დაშლის მუდმივი.

125. ადამიანის ორგანიზმში მასის 0,36 შეადგენს კალიუმს. კალიუმის რადიოაქტიური იზოტოპი 19 K 40 შეადგენს კალიუმის მთლიანი მასის 0,012%-ს. როგორია კალიუმის აქტივობა, თუ ადამიანი იწონის 75 კგ-ს? მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდია 1,42 * 10 8 წელი.

126. 100გრ რადიოაქტიური ნივთიერება დევს სასწორზე. რამდენი დღის შემდეგ 0,01 გ მგრძნობელობის სასწორი აჩვენებს რადიოაქტიური ნივთიერების არარსებობას? ნივთიერების ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 2 ​​დღეს.

127. ორი დღის განმავლობაში რადონის პრეპარატის რადიოაქტიურობა შემცირდა 1,45-ჯერ. განსაზღვრეთ ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

128. დაადგინეთ რადიოაქტიური ბირთვების რაოდენობა ახლად მომზადებულ 53 J 131 პრეპარატში, თუ ცნობილია, რომ ერთი დღის შემდეგ მისი აქტივობა გახდა 0,20 კიური. იოდის ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 8 დღეს.

129. რადიოაქტიური ნახშირბადის 6 C 14 ფარდობითი პროპორცია ძველ ხის ნაჭერში არის მისი პროპორციის 0,0416 ცოცხალ მცენარეებში. რამდენი წლისაა ეს ხის ნაჭერი? 6 C 14-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 5570 წელს.

130. აღმოჩნდა, რომ რადიოაქტიურ პრეპარატში წუთში ხდება 6,4 * 10 8 ბირთვული დაშლა. განსაზღვრეთ ამ პრეპარატის აქტივობა.

131. 38 Sg 90 ბირთვის საწყისი რიცხვის რომელი ნაწილი რჩება 10 და 100 წლის შემდეგ, იშლება ერთ დღეში, 15 წელიწადში? ნახევარგამოყოფის პერიოდი 28 წელი

132. რადიუმის 26 * 10 6 ატომია, რამდენი მათგანი განიცდება რადიოაქტიურ დაშლაში ერთ დღეში, თუ რადიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 1620 წელია?

133. კაფსულა შეიცავს 94 Pu 238 იზოტოპის 0,16 მოლს. მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდია 2,44*10 4 წელი. განსაზღვრეთ პლუტონიუმის აქტივობა.

134 არსებობს ურანის პრეპარატი 20,7 * 10 6 დისპერსიის/წმ აქტივობით. განსაზღვრეთ იზოტოპის 92 U 235 მასა პრეპარატში, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდია 7,1 * 10 8 წელი.

135. როგორ შეიცვლება კობალტის წამლის აქტივობა 3 წლის განმავლობაში? ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5,2 წელი.

136. ტყვიის კაფსულა შეიცავს 4,5 * 10 18 რადიუმის ატომს. დაადგინეთ რადიუმის აქტივობა, თუ მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი 1620 წელია.

137. რამდენი დრო სჭირდება ქრომის 24 Cr 51 რადიოაქტიური იზოტოპის ატომების 80% დაშლას, თუ მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი 27,8 დღეა?

138. რადიოაქტიური იზოტოპის ნატრიუმის 11 Na 25 მასა 0,248*10 -8 კგ. ნახევარგამოყოფის პერიოდი 62 წმ. როგორია პრეპარატის საწყისი აქტივობა და მისი აქტივობა 10 წუთის შემდეგ?

139. რამდენი რადიოაქტიური ნივთიერება რჩება ერთი ან ორი დღის შემდეგ, თუ თავიდან იყო 0,1 კგ? ნივთიერების ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 2 ​​დღეს.

140. 238 მასობრივი რიცხვის მქონე ურანის პრეპარატის აქტივობაა 2,5 * 10 4 დისპერსია/წმ, პრეპარატის მასა 1 გ იპოვეთ ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

141. რადიოაქტიური იზოტოპის ატომების რა ნაწილია
90 Th 234, რომელსაც აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 24,1 დღე, იშლება -
1 წამში, დღეში, თვეში?

142. რადიოაქტიური იზოტოპის ატომების რომელი ნაწილია თანა-
ბალტა იშლება 20 დღეში, თუ მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდია
დიახ 72 დღე?

143 რამდენი დრო სჭირდება 8,3*10 6 დაშლა/წმ მუდმივი აქტივობის მქონე პრეპარატს 25*10 8 ბირთვის დაშლას?

144. იპოვეთ 1 მკგ ვოლფრამის აქტივობა 74 W 185 რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 73 დღეა

145. რამდენი ბირთვული დაშლა ხდება წუთში პრეპარატში, რომლის აქტივობაა 1,04 * 10 8 დისპერსია/წმ?

146. რადიოაქტიური ნივთიერების საწყისი რაოდენობის რომელი ნაწილი რჩება გაუფუჭებელი 1,5 ნახევარგამოყოფის შემდეგ?

147. რადიოაქტიური იზოტოპის საწყისი რაოდენობის რა ნაწილი იშლება ამ იზოტოპის სიცოცხლის განმავლობაში?

148. როგორია რადონის აქტივობა, რომელიც წარმოიქმნება 1 გ რადიუმიდან ერთ საათში? რადიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 1620 წელია, რადონი 3,8 დღე.

149. გარკვეულ რადიოაქტიურ პრეპარატს აქვს დაშლის მუდმივი 1,44*10 -3 სთ -1 . რამდენი დრო სჭირდება 7 ატომების საწყისი რაოდენობის 70% დაშლას?

150. იპოვეთ სტრონციუმის 38 Sg 90 ხელოვნურად მიღებული რადიოაქტიური იზოტოპის სპეციფიკური აქტივობა. მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი 28 წელია.

151. შეიძლება თუ არა სილიკონის ბირთვი ბირთვად გადაიქცეს?
ალუმინის, რითაც გამოდევნის პროტონს? რატომ?

152. ალუმინის 13 Al 27 დაბომბვის დროს α -
ფოსფორი 15 P 30 წარმოიქმნება ნაწილაკებით. ჩაწერეთ ეს რეაქცია და
გამოთვალეთ გამოთავისუფლებული ენერგია.

153. როდესაც პროტონი ეჯახება ბერილიუმის ბირთვს,
მოხდა ბირთვული რეაქცია 4 Be 9 + 1 P 1 → 3 Li 6 + α. იპოვეთ რეაქციის ენერგია.

154. იპოვეთ საშუალო შებოჭვის ენერგია თითოზე
1 ნუკლეონზე, ბირთვებში 3 Li 6, 7 N 14.

155. ფტორის ბირთვების დაბომბვისას 9 F 19 პროტონებით წარმოიქმნება ჟანგბადი x O 16. რამდენი ენერგია გამოიყოფა ამ რეაქციის დროს და რა ბირთვები წარმოიქმნება?

156. იპოვეთ შემდეგ ბირთვულ რეაქციაში გამოთავისუფლებული ენერგია 4 Ве 9 + 1 Н 2 → 5 В 10 + 0 n 1

157. რადიუმის იზოტოპი 226 მასური რიცხვით გადაიქცა ტყვიის იზოტოპად 206 მასის რიცხვით. რამდენი α და β დაშლა მოხდა ამ შემთხვევაში?

158. ოთხი რადიოაქტიური ოჯახის საწყისი და საბოლოო ელემენტები მოცემულია:

92 U 238 → 82 Pb 206

90 Th 232 → 82 Pb 207

92 U 235 → 82 Pb 207

95 Am 241 → 83 Bi 209

რამდენი α და β ტრანსფორმაცია მოხდა თითოეულ ოჯახში?

159. იპოვეთ ჟანგბადის ატომის 8 O 16 ბირთვში ერთ ნუკლეონზე შეკვრის ენერგია.

160. იპოვეთ ბირთვული რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია:

1 H 2 + 1 H 2 → 1 H 1 + 1 H 3

161. რა ენერგია გამოთავისუფლდება, როდესაც პროტონებისა და ნეიტრონებისგან წარმოიქმნება 1 გ ჰელიუმი 2 He 4?

162. რაში გარდაიქმნება თორიუმის იზოტოპი 90 Th 234, რომლის ბირთვები განიცდის სამ ზედიზედ α-დაშლას?

163. დაასრულეთ ბირთვული რეაქციები:

h Li b + 1 P 1 →?+ 2 He 4;

13 A1 27 + o n 1 →?+ 2 არა 4

164. ურანის ბირთვი 92 U 235, რომელმაც დაიპყრო ერთი ნეიტრონი, ერთხელ
გაიყო ორ ფრაგმენტად, გამოუშვა ორი ნეიტრონი. ერთ-ერთი ფრაგმენტი აღმოჩნდა ქსენონის ბირთვი 54 Xe 140. რა არის მეორე ნატეხი? დაწერეთ რეაქციის განტოლება.

165. გამოთვალეთ ჰელიუმის ბირთვის შებოჭვის ენერგია 2 He 3.

166. იპოვეთ ბირთვული რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია:

20 Ca 44 + 1 P 1 → 19 K 41 +α

167. დაწერეთ გამოტოვებული სიმბოლოები შემდეგში
საერთო ბირთვული რეაქციები:

1 Р 1 →α+ 11 Nа 22

13 Al 27 + 0 p 1 →α+...

168. განსაზღვრეთ ტრიტინის სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია,

169. მასის ცვლილება 7 N 15 ბირთვის წარმოქმნისას
უდრის 0.12396 ა.მ. განსაზღვრეთ ატომის მასა

170 იპოვეთ 1 H 3 და 2 He 4 ბირთვების შებოჭვის ენერგია. ამ ბირთვებიდან რომელია ყველაზე სტაბილური?

171 როდესაც ლითიუმი 3 Li 7 იბომბება პროტონებით, მიიღება ჰელიუმი. ჩაწერეთ ეს რეაქცია. რამდენი ენერგია გამოიყოფა ამ რეაქციის დროს?

172. იპოვეთ რეაქციის დროს შთანთქმული ენერგია:

7 N 14 + 2 He 4 → 1 P 1 + ?

173. გამოთვალეთ ჰელიუმის ბირთვის შებოჭვის ენერგია 2 He 4.

174. იპოვეთ შემდეგ ბირთვულ რეაქციაში გამოთავისუფლებული ენერგია:

3 Li 7 + 2 He 4 → 5 V 10 + o n 1

175. დაასრულეთ ბირთვული რეაქციები:

1 Р 1 → 11 Na 22 + 2 He 4, 25 Mn 55 + ?→ 27 Co 58 + 0 n 1

176. იპოვეთ შემდეგი დროს გამოთავისუფლებული ენერგია
ბირთვული რეაქცია.

з Li 6 + 1 Н 2 →2α

177. 90 Th 232 იზოტოპის ბირთვები განიცდიან α დაშლას, ორ β დაშლას და მეორე α დაშლას. რა ბირთვებს იღებთ ამის შემდეგ?

178 განსაზღვრეთ დეიტერიუმის ბირთვის შებოჭვის ენერგია.

179. იზოტოპ 83 Bi 211-ის ბირთვი მიღებული იქნა სხვა ბირთვიდან ერთი α-დაშლის და ერთი β-დაშლის შემდეგ. რა სახის ბირთვია ეს?

180. რომელი იზოტოპი წარმოიქმნება რადიოაქტიური თორიუმ 90 Th 232-ისგან 4 α-დაშლის და 2 β-დაშლის შედეგად?

181. რადიოაქტიურ პრეპარატში დაშლის მუდმივი λ=0,0546 წელი -1, მათი საწყისი რაოდენობის ბირთვების=36,36%-მდე დაიშალა. განსაზღვრეთ ნახევარგამოყოფის პერიოდი, სიცოცხლის საშუალო დრო. რამდენი დრო დასჭირდა ბირთვების დაშლას?

182. რადიოაქტიური ნივთიერების ნახევარგამოყოფის პერიოდი 86 წელია. რამდენი დრო დასჭირდება ბირთვების საწყისი რაოდენობის 43,12% დაშლას? განსაზღვრეთ დაშლის მუდმივი λ და რადიოაქტიური ბირთვის საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

183. ერთ წელიწადში რადიოაქტიური წამლის თავდაპირველი რაოდენობის ბირთვების 64,46% დაიშალა. განსაზღვრეთ სიცოცხლის საშუალო ხანგრძლივობა და ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

184. რადიოაქტიური ნივთიერების სიცოცხლის საშუალო ხანგრძლივობაა τ=8266,6 წელი. განსაზღვრეთ დრო, რომლის დროსაც ბირთვების 51,32% იშლება მათი საწყისი რიცხვიდან, ნახევარგამოყოფის პერიოდი, დაშლის მუდმივი.

185. რადიოაქტიურ ნივთიერებაში დაშლის მუდმივი λ=0,025 წელი -1, დაიშალა მათი საწყისი რაოდენობის ბირთვების 52,76%. რამდენ ხანს გაგრძელდა დაშორება? რამდენია ბირთვების საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა?

186. ორი დღის შემდეგ განსაზღვრეთ 0,15 მკგ მასის აქტივობა ნახევარგამოყოფის პერიოდით 3,8 დღე. გაანალიზეთ დამოკიდებულება A =f(t)

187. ბისმუტის ნახევარგამოყოფის პერიოდი (83 Bi 210) არის 5
დღეები. როგორია ამ 0,25 მკგ პრეპარატის აქტივობა 24 საათის შემდეგ? დავუშვათ, რომ იზოტოპის ყველა ატომი რადიოაქტიურია.

188. იზოტოპი 82 Ru 210 აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 22 წელი. განსაზღვრეთ ამ იზოტოპის აქტივობა, რომლის წონაა 0,25 მკგ 24 საათის შემდეგ?

189. თერმული ნეიტრონების ნაკადი ალუმინის გავლით
მანძილი d= 79,4 სმ, დასუსტებული სამჯერ. განსაზღვრეთ
ეფექტური ჯვარი სექციები ატომის ბირთვის მიერ ნეიტრონის დაჭერის რეაქციისთვის
ალუმინის ma: ალუმინის სიმკვრივე ρ=2699 კგ/მ.

190. პლუტონიუმში d მანძილის გავლის შემდეგ ნეიტრონული ნაკადი 50-ჯერ სუსტდება, რომლის სიმკვრივეა ρ. = 19860 კგ/მ3. განსაზღვრეთ d არის თუ არა პლუტონიუმის ბირთვის მიერ დაჭერისთვის ეფექტური განივი კვეთა σ = 1025 ბარი.

191. რამდენჯერ სუსტდება თერმული ნეიტრონების ნაკადი ცირკონიუმში d=6 სმ მანძილის გავლის შემდეგ, თუ ცირკონიუმის სიმკვრივეა ρ. = 6510 კგ/მ 3, ხოლო დაჭერის რეაქციის ეფექტური ჯვარი არის σ = 0,18 ბარი.

192. დაადგინეთ 85 რა 228-ის აქტივობა ნახევარგამოყოფის პერიოდით 6,7 წელი 5 წლის შემდეგ, თუ პრეპარატის მასა არის m = 0,4 მკგ და იზოტოპის ყველა ატომი რადიოაქტიურია.

193. რამდენი დრო დასჭირდა ბირთვების საწყისი რაოდენობის 44,62%-ის დაშლას, თუ ნახევარგამოყოფის პერიოდი m=17,6 წელია. განსაზღვრეთ დაშლის მუდმივი λ, რადიოაქტიური ბირთვის საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

194. დაადგინეთ ხისგან დამზადებული არქეოლოგიური აღმოჩენის ასაკი, თუ ნიმუშის იზოტოპური აქტივობა არის ახალი მცენარეების ნიმუშის 80%. ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5730 წელია.

195. თხევადი კალიუმი ρ= 800 კგ !მასუსტებს ნეიტრონის ნაკადს ნახევარით. განსაზღვრეთ კალიუმის ატომის ბირთვის მიერ ნეიტრონის დაჭერის რეაქციის ეფექტური განივი კვეთა, თუ ნეიტრონის ნაკადი გადის მანძილს d = 28,56 სმ თხევად კალიუმში.

196. დაადგინეთ უძველესი ქსოვილის ასაკი თუ აქტიურია
ნიმუშის იზოტოპური შემცველობა არის 72% აქტივობა
ნიმუში ახალი მცენარეებიდან. ნახევარგამოყოფის პერიოდი T=5730 წელი.

197. სრული სახით ჩაწერეთ ბირთვული რეაქციის განტოლება (ρ,α) 22 Na. განსაზღვრეთ ბირთვული რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებული ენერგია.

198. ურანი, რომლის სიმკვრივეა ρ = 18950 კგ/მ 2, 2-ჯერ ასუსტებს თერმული ნეიტრონების ნაკადს ფენის სისქით d = 1,88 სმ. განსაზღვრეთ ურანის ბირთვით ნეიტრონის დაჭერის რეაქციის ეფექტური კვეთა.

199. განსაზღვრეთ 89 Ac 225 იზოტოპის აქტივობა ნახევარგამოყოფის პერიოდით T = 10 დღის შემდეგ t = 30 დღის შემდეგ, თუ პრეპარატის საწყისი მასა არის m = 0,05 მკგ.

200. დაადგინეთ ხისგან დამზადებული არქეოლოგიური აღმოჩენის ასაკი, თუ ნიმუშის 6 C 14 აქტივობა არის ახალი მცენარეების ნიმუშის აქტივობის 10%. ნახევარგამოყოფის პერიოდი T=5730 წელი.

201. განსაზღვრეთ ვერცხლისწყლის ფენის სისქე, თუ ნეიტრონული ნაკადი, რომელმაც გაიარა ამ ნაკადში, დასუსტებულია 50-ჯერ, ბირთვის მიერ ნეიტრონის დაჭერის რეაქციის ეფექტური კვეთა. = 38 ბეღელი, ვერცხლისწყლის სიმკვრივე ρ = 13546 კგ/მ 3.

202. იზოტოპ 81 Tℓ 207-ს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი T = 4,8 მლნ. რა არის ამ იზოტოპის აქტივობა, რომელიც იწონის 0,16 მკგ დროის t = 5 მილიონის შემდეგ, დავუშვათ, რომ Tℓ 207 იზოტოპის ყველა ატომს. რადიოაქტიური.

203. რამდენი ბირთვი იშლება მათი საწყისი მატერიის რაოდენობადან 5 წელიწადში, თუ დაშლის მუდმივი λ = 0,1318 წელი -1. განსაზღვრეთ ბირთვების ნახევარგამოყოფის პერიოდი, საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

204. დაადგინეთ 87 Fr 221-ის აქტივობა მასით 0,16 მკგ, ნახევარგამოყოფის პერიოდით T = 4,8 მილიონი დროის შემდეგ t = 5 წთ. გააანალიზეთ აქტივობის დამოკიდებულება მასაზე (A=f(m)).

205. ნახშირბადის იზოტოპის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 6 C 14 T = 5730 წელი, ხის აქტივობა 6 C 14 იზოტოპისთვის არის ახალი მცენარეების ნიმუშების აქტივობის 0,01%. განსაზღვრეთ ხის ასაკი.

206. გოგირდზე გამავალი ნეიტრონული ნაკადი (ρ = 2000 კგ/მ 3.)
მანძილი d=37,67 სმ სუსტდება 2-ჯერ. განსაზღვრეთ
ეფექტური განივი კვეთა ატომის ბირთვის მიერ ნეიტრონის დაჭერის რეაქციისთვის
მა გოგირდი.

207. ნარკოტიკების აქტივობის შედარება 89 Ac 227 და 82 Рb 210თუ პრეპარატის მასა არის m=0.16 მკგ, 25 წლის შემდეგ. იზოტოპების ნახევარგამოყოფის პერიოდი იგივეა და უდრის 21,8 წელს.

208. რადიოაქტიურ ნივთიერებაში მათი საწყისი რაოდენობის ბირთვების 49,66% დაიშალა t=300 დღის განმავლობაში. განსაზღვრეთ იზოტოპური ბირთვის დაშლის მუდმივი, ნახევარგამოყოფის პერიოდი და საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

209. გააანალიზეთ რადიოაქტიური იზოტოპ 89-ის აქტივობის დამოკიდებულება Ac 225მასიდან t = 30 დღის შემდეგ, თუ ნახევარგამოყოფის პერიოდი არის T = 10 დღე. აიღეთ იზოტოპის საწყისი მასა, შესაბამისად, m 1 = 0,05 μg, m 2 = 0,1 μg, m 3 = 0,15 μg.

210. ირიდიუმი ასუსტებს თერმული ნეიტრონების ნაკადს შიგნით
2 ჯერ. განსაზღვრეთ ირიდიუმის ფენის სისქე, თუ მისი სიმკვრივეა
ity ρ=22400 კგ/მ 3 და ეფექტური რეაქციის განივი კვეთა
ნეიტრონის დაჭერა ირიდიუმის ბირთვით σ=430 ბეღლით

პრობლემები K.R.N 7-ისთვის ფიზიკა ატომური ბირთვები

https://pandia.ru/text/78/238/images/image002_132.jpg" width="49" height="28">1. რამდენ ნუკლეონს, პროტონს და ნეიტრონს შეიცავს მაგნიუმის ბირთვი -

https://pandia.ru/text/78/238/images/image004_88.jpg" width="26" height="25 src=">3. რამდენ ნუკლეონს, პროტონს და ნეიტრონს შეიცავს ურანის ბირთვში ატომი

4 ფოსფორის იზოტოპი "წარმოიქმნება ალუმინის ალფა ნაწილაკებით დაბომბვისას. რომელი ნაწილაკი გამოიყოფა ამ ბირთვული ტრანსფორმაციის დროს? ჩაწერეთ ბირთვული რეაქცია.

https://pandia.ru/text/78/238/images/image007_57.jpg" width="26" height="25">ჟანგბადი წარმოიქმნება პროტონებით, რომელი ბირთვები წარმოიქმნება ჟანგბადის გარდა?

აზოტი" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">აზოტი

7. განსაზღვრეთ ნუკლეონების, პროტონების და ნეიტრონების რაოდენობა, რომლებიც შეიცავს ნატრიუმის ატომის ბირთვს.

8. დაასრულეთ ბირთვული რეაქცია: მარცხნივ“>

9. გამოთვალეთ ალუმინის ბირთვის მასის დეფექტი, შეკვრის ენერგია და სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია

https://pandia.ru/text/78/238/images/image013_39.jpg" width="44" height="19"> განიცდის თუ არა ურანი დაშლას მისი თანმიმდევრული ტრანსფორმაციის დროს ტყვიის Pb-ად?

11. როგორია რადიოაქტიური ელემენტის ნახევარგამოყოფის პერიოდი, რომლის აქტივობა 8 დღეში 4-ჯერ შემცირდა?

https://pandia.ru/text/78/238/images/image016_33.jpg" width="28" height="25">Ce იშლება ერთი წლის განმავლობაში 4,2 1018 ატომიდან, თუ ამ იზოტოპის ნახევარგამოყოფის პერიოდია 285 დღე?

https://pandia.ru/text/78/238/images/image018_23.jpg" width="12" height="20"> ფუჭდება.

https://pandia.ru/text/78/238/images/image020_19.jpg" width="48" height="26 src=">16. განსაზღვრეთ აზოტის ბირთვის მასის დეფექტი, შეკვრის ენერგია და სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია

17 რომელ ელემენტად იქცევა თორიუმის იზოტოპი a-დაშლის შემდეგ, ორი დაშლის და კიდევ ერთი დაშლის შემდეგ?

https://pandia.ru/text/78/238/images/image024_31.gif" width="45" height="24">18. გარკვეული ელემენტის რადიოაქტიური ბირთვების რომელი ნაწილი იშლება ტ, უდრის ნახევარს თნახევარი ცხოვრება?

19 იზოტოპური ბირთვი მიიღეს სხვა ბირთვიდან თანმიმდევრული a - და - დაშლის შემდეგ. რა სახის ბირთვია ეს?

20. გამოთვალეთ ნახშირბადის ბირთვის მასის დეფექტი, შებოჭვის ენერგია და სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია

21. დაადგინეთ პირველი საბჭოთა ატომური ელექტროსადგურის სიმძლავრე, თუ ურანი-235-ის მოხმარება დღეში იყო 30გრ ეფექტურობით 17%. როდესაც ურანის ერთი ბირთვი ორ ნაწილად იყოფა, გამოიყოფა 200 მევ ენერგია.

22. გამოთვალეთ რამდენი ენერგია გამოიყოფა თერმობირთვული რეაქციის დროს:

23 რადიოაქტიური ნახშირბადის ფარდობითი წილი ძველ ხის ნაჭერში მისი წილის 0,6-ია.

ცოცხალი მცენარეები..jpg" width="173" height="25 src=">24. დაადგინეთ ატომური ელექტროსადგურის ეფექტურობა, თუ მისი სიმძლავრეა 3,5 105 კვტ, ურანის დღიური მოხმარება არის 105 გ. განვიხილოთ, რომ როდესაც ერთი ურანის ბირთვი იშლება, გამოყოფს 200 მევ ენერგიას.

25. როგორია შემდეგი ბირთვული რეაქციის ენერგიის გამომუშავება: -----

ბირთვული რეაქტორები" href="/text/category/yadernie_reaktori/" rel="bookmark">ატომურ რეაქტორში ურანის ამ იზოტოპის 1 გრამი? რამდენი ნახშირი უნდა დაიწვას იმავე რაოდენობის ენერგიის მისაღებად? წვის სპეციფიკური სითბო ქვანახშირი არის 2,9-107 ჯ/კგ.

28. განსაზღვრეთ შემდეგი ბირთვული რეაქციის ენერგიის გამომუშავება:

https://pandia.ru/text/78/238/images/image034_7.jpg" width="36" height="29 src="> უდრის 27,8 დღეს რა დროის შემდეგ იშლება ატომების 80%?

30. გამოთვალეთ შემდეგი ბირთვული რეაქციის ენერგიის გამომუშავება:

31 1000 მგვტ სიმძლავრის ატომურ ელექტროსადგურს აქვს 20%-იანი ეფექტურობა. გამოთვალეთ დღეში მოხმარებული ურანის 235 მასა. განვიხილოთ, რომ ერთი ურანის ბირთვის ყოველი დაშლა გამოყოფს 200 მევ ენერგიას.

32. იპოვეთ კობალტის რადიოაქტიური იზოტოპის ატომების რა ნაწილი იშლება 20 დღეში, თუ მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი 72 დღეა.

რადიოაქტიური დაშლა არის შემთხვევითი მოვლენა ატომის „ცხოვრებაში“, შეიძლება ითქვას უბედური შემთხვევა. შევეცადოთ, ამ ძალიან ზოგადი მოსაზრებიდან გამომდინარე, გამოვიტანოთ კანონი, რომლის მიხედვითაც რადიოაქტიური ატომების კონცენტრაცია დროთა განმავლობაში უნდა შეიცვალოს.

მოდით რაღაც მომენტში ტრადიოაქტიური იზოტოპის კონცენტრაცია ტოლი იყო პ(ტ), ხოლო მცირე ხნის შემდეგ დ ტთანაბარი გახდა პ(ტ+D ტ). ნათელია, რომ დროის განმავლობაში დ ტდაიშალა პ(ტ) – პ(ტ+D ტ) ატომები.

თუ რადიოაქტიური დაშლა შემთხვევითი პროცესია, მაშინ სავსებით ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ დაშლის რაოდენობა D დროში ტუფრო დიდი იქნება, მით მეტია ატომების კონცენტრაცია პ(ტ) და რაც უფრო გრძელია დრო D ტ:

პ(ტ) – პ(ტ+D ტ) ~ პ(ტ) × დ ტ

პ(ტ) – პ(ტ+D ტ) = ლ პ(ტ) დ ტ, (1)

სადაც l არის პროპორციულობის კოეფიციენტი. ნათელია, რომ თითოეულ იზოტოპს აქვს თავისი კოეფიციენტი: თუ იზოტოპი სწრაფად იშლება, მაშინ l კოეფიციენტი დიდია, თუ ნელა იშლება, მაშინ მცირეა.

მოდით გადავიწეროთ ტოლობა (1) სახით:

პ(ტ+D ტ) – პ(ტ) = –ლ პ(ტ) დ ტ. (2)

ახლა მივმართოთ დ ტნულამდე და გაითვალისწინეთ რომ პ(ტ+D ტ) – პ(ტ) - ეს ფუნქციის ზრდა n(ტ) დროში დ ტ, ვიღებთ:

ჩვენ მივიღეთ დიფერენციალური განტოლება. ნათელია, რომ თუ საწყის მომენტში იზოტოპის კონცენტრაცია ტოლი იყო პ 0, მაშინ პ(0) = = პ 0 . მოდით "გამოვიცნოთ" (3) განტოლების ამონახსნი:

პ(ტ) = პ 0 ე– ლ ტ. (4)

მოდით შევამოწმოთ გამონათქვამის (4) ჩანაცვლებით (3) განტოლებით:

ლ.ჰ.: ( პ 0 ე– ლ ტ)¢ = პ 0 ე– ლ ტ(–ლ);

გვ.: -ლ პ 0 ე– ლ ტ.

აშკარაა, რომ მარცხენა მხარე მარჯვენას იდენტურად უდრის, გარდა ამისა, დაკმაყოფილებულია საწყისი პირობაც:

პ(0) = პ 0 ე– l × 0 = პ 0 ე 0 = პ 0×1 = პ 0 .

ამრიგად, ჩვენ მივიღეთ რადიოტალღების დაშლის კანონი:

პ(ტ) = პ 0 ე– ლ ტ. (25.1)

რაოდენობას l ეწოდება რადიოაქტიური დაშლის მუდმივი.

Ნახევარი ცხოვრება

რადიოაქტიური დაშლის შესწავლისას, დაშლის მუდმივის ნაცვლად, როგორც პროცესის სიჩქარის მახასიათებელი, ხშირად გამოიყენება სხვა მნიშვნელობა - ნახევარი ცხოვრება.

Ნახევარი ცხოვრება თარის დრო, რომლის დროსაც იშლება მოცემული რადიოაქტიური იზოტოპის საწყისი რაოდენობის ნახევარი. მოდი ვიპოვოთ კავშირი თდა ლ.

გამოვიყენოთ მათემატიკური ფაქტი, რომ ნებისმიერი რიცხვისთვის ათანასწორობა მართალია.

Ნამდვილად,

ლნ ე ა = ალნ ე = ა×1 = ადა .

შემდეგ გადავწერთ ფორმულას (25.1) ფორმაში

.

შემოვიღოთ აღნიშვნა

თუ მნიშვნელობას შევცვლით ფორმულაში (25.3) t = T, ვიღებთ

.

ამრიგად, არის მოცემული იზოტოპის ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

უნდა ითქვას, რომ სხვადასხვა იზოტოპების ნახევარგამოყოფის პერიოდმა შეიძლება მიიღოს ძალიან განსხვავებული მნიშვნელობები. Მაგალითად:

92 U 238 (ა-დაშლა): თ= 4,5×10 9 წელი;

94 Pu 239 (ა-დაშლა): თ= 24400 წელი;

89 Ra 236 (a-decay): თ= 1600 წელი;

91 Ac 233 (b – -decay): თ= 27 დღე;

90 Th 233 (b – -decay): თ= 22 წთ.

არსებობს იზოტოპები, რომელთა ნახევარგამოყოფის პერიოდი წამის ათი მეათასედია (პოლონიუმის ზოგიერთი იზოტოპი 84 Po).

პრობლემა 25.2.ნახშირბადის რადიოაქტიური იზოტოპი ძველ ხის ნაჭერში 0,0416-ჯერ აღემატება ამ იზოტოპის მასას ცოცხალ მცენარეებში. რამდენი წლისაა ეს ხის ნაჭერი? იზოტოპის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5570 წელია.

მაშინ მასა იცვლება იმავე კანონის მიხედვით, როგორც კონცენტრაცია

მ(ტ) = მ 0 . (1)

(1) განტოლებიდან გამოვხატოთ უცნობი ტ.

დედამიწა და მისი ატმოსფერო მუდმივად ექვემდებარება რადიოაქტიურ დაბომბვას ვარსკვლავთშორისი სივრცის ელემენტარული ნაწილაკების ნაკადებით. ზედა ატმოსფეროში შეღწევისას ნაწილაკები იქ ყოფენ ატომებს, ათავისუფლებენ პროტონებს და ნეიტრონებს, ასევე უფრო დიდ ატომურ სტრუქტურებს. ჰაერში აზოტის ატომები შთანთქავენ ნეიტრონებს და გამოყოფენ პროტონებს. ამ ატომებს აქვთ, როგორც ადრე, მასა 14, მაგრამ ნაკლები დადებითი მუხტი; ახლა მათი საფასური ექვსია. ამრიგად, ორიგინალური აზოტის ატომი გარდაიქმნება ნახშირბადის რადიოაქტიურ იზოტოპად:

სადაც n, N, C და p ნიშნავს ნეიტრონს, აზოტს, ნახშირბადს და პროტონს, შესაბამისად.

ატმოსფერული აზოტისგან რადიოაქტიური ნახშირბადის ნუკლიდების წარმოქმნა კოსმოსური სხივების გავლენის ქვეშ ხდება საშუალო სიჩქარით დაახლ. 2.4 ატ./წმ დედამიწის ზედაპირის ყოველ კვადრატულ სანტიმეტრზე. მზის აქტივობის ცვლილებამ შეიძლება გამოიწვიოს ამ მნიშვნელობის გარკვეული რყევები.

იმის გამო, რომ ნახშირბად-14 რადიოაქტიურია, ის არასტაბილურია და თანდათან გადაიქცევა აზოტ-14 ატომებად, საიდანაც იგი წარმოიქმნა; ასეთი ტრანსფორმაციის პროცესში ის ათავისუფლებს ელექტრონს - უარყოფით ნაწილაკს, რაც შესაძლებელს ხდის ამ პროცესის თავად ჩაწერას.

რადიონახშირბადის ატომების წარმოქმნა კოსმოსური სხივების გავლენის ქვეშ ჩვეულებრივ ხდება ატმოსფეროს ზედა ფენებში 8-დან 18 კმ-მდე სიმაღლეზე. ჩვეულებრივი ნახშირბადის მსგავსად, რადიოკარბონიც იჟანგება ჰაერში და წარმოქმნის რადიოაქტიურ დიოქსიდს (ნახშირორჟანგი). ქარის გავლენის ქვეშ, ატმოსფერო მუდმივად შერეულია და საბოლოოდ რადიოაქტიური ნახშირორჟანგი, რომელიც წარმოიქმნება კოსმოსური სხივების გავლენის ქვეშ, თანაბრად ნაწილდება ატმოსფეროს ნახშირორჟანგში. თუმცა, ატმოსფეროში რადიოკარბონის 14 C ფარდობითი შემცველობა რჩება უკიდურესად დაბალი - დაახლ. 1.2 ґ10 –12 გ თითო გრამ ჩვეულებრივი ნახშირბადი 12 C.

რადიოკარბონი ცოცხალ ორგანიზმებში.

ყველა მცენარეული და ცხოველური ქსოვილი შეიცავს ნახშირბადს. მცენარეები მას ატმოსფეროდან იღებენ და რადგან ცხოველები მცენარეებს ჭამენ, ნახშირორჟანგიც ირიბად ხვდება მათ სხეულში. ამრიგად, კოსმოსური სხივები არის რადიოაქტიურობის წყარო ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის.

სიკვდილი ცოცხალ ნივთიერებას ართმევს რადიოკარბონის შთანთქმის უნარს. მკვდარ ორგანულ ქსოვილებში ხდება შინაგანი ცვლილებები, მათ შორის რადიოკარბონის ატომების დაშლა. ამ პროცესის განმავლობაში, 5730 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, 14 C ნუკლიდის საწყისი რაოდენობის ნახევარი იქცევა 14 N ატომად. ამ დროის ინტერვალს ეწოდება ნახევარგამოყოფის პერიოდი 14 C. კიდევ ერთი ნახევარგამოყოფის შემდეგ, 14 C ნუკლიდის შემცველობა მხოლოდ. მათი თავდაპირველი რაოდენობის 1/4, მომდევნო პერიოდის ნახევარგამოყოფის პერიოდი – 1/8 და ა.შ. შედეგად, ნიმუშში 14 C იზოტოპის შემცველობა შეიძლება შევადაროთ რადიოაქტიური დაშლის მრუდს და ამით დადგინდეს დროის პერიოდი, რომელიც გავიდა ორგანიზმის სიკვდილიდან (მისი გამორიცხვა ნახშირბადის ციკლიდან). თუმცა, ნიმუშის აბსოლუტური ასაკის ასეთი განსაზღვრისთვის აუცილებელია ვივარაუდოთ, რომ ორგანიზმებში 14 C საწყისი შემცველობა ბოლო 50000 წლის განმავლობაში (რადიოკარბონული დათარიღების რესურსი) არ განიცადა ცვლილებები. სინამდვილეში, კოსმოსური სხივების გავლენის ქვეშ 14 C-ის წარმოქმნა და ორგანიზმების მიერ მისი შეწოვა გარკვეულწილად შეიცვალა. შედეგად, ნიმუშის 14 C იზოტოპის შემცველობის გაზომვა იძლევა მხოლოდ სავარაუდო თარიღს. საწყის 14 C შემცველობის ცვლილებების ეფექტების გასათვალისწინებლად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დენდროქრონოლოგიური მონაცემები ხის რგოლებში 14 C შემცველობის შესახებ.

რადიოკარბონული დათარიღების მეთოდი შემოგვთავაზა W. Libby (1950). 1960 წლისთვის რადიოკარბონულმა დათარიღებამ ფართო აღიარება მოიპოვა, რადიოკარბონის ლაბორატორიები შეიქმნა მთელ მსოფლიოში და ლიბი მიენიჭა ნობელის პრემია ქიმიაში.

მეთოდი.

რადიოკარბონული დათარიღებისთვის განკუთვნილი ნიმუში უნდა შეგროვდეს აბსოლუტურად სუფთა ინსტრუმენტების გამოყენებით და მშრალად შეინახოს სტერილურ პლასტმასის ჩანთაში. აუცილებელია ზუსტი ინფორმაცია შერჩევის ადგილმდებარეობისა და პირობების შესახებ.

ხის, ნახშირის ან ქსოვილის იდეალური ნიმუში უნდა იწონიდეს დაახლოებით 30 გ. ჭურვისთვის სასურველია წონა 50 გ, ხოლო ძვლებისთვის - 500 გ (თუმცა უახლესი ტექნიკა შესაძლებელს ხდის ასაკის დადგენას გაცილებით მცირე ნიმუშებიდან). . თითოეული ნიმუში კარგად უნდა გაიწმინდოს ძველი და ახალგაზრდა ნახშირბადის შემცველი დამაბინძურებლებისგან, მაგალითად, გვიან მზარდი მცენარეების ფესვებიდან ან უძველესი კარბონატული ქანების ფრაგმენტებისგან. ნიმუშის წინასწარ გაწმენდას მოჰყვება ქიმიური დამუშავება ლაბორატორიაში. მჟავე ან ტუტე ხსნარი გამოიყენება ნახშირბადის შემცველი უცხო მინერალებისა და ხსნადი ორგანული ნივთიერებების მოსაშორებლად, რომლებიც შესაძლოა შეაღწიონ ნიმუშში. ამის შემდეგ, ორგანული ნიმუშები იწვება და ჭურვები იხსნება მჟავაში. ორივე ეს პროცედურა იწვევს ნახშირორჟანგის გაზის გამოყოფას. ის შეიცავს მთელ ნახშირბადს გასუფთავებულ ნიმუშში და ზოგჯერ გარდაიქმნება სხვა ნივთიერებად, რომელიც შესაფერისია რადიოკარბონული დათარიღებისთვის.

ტრადიციული მეთოდი მოითხოვს გაცილებით ნაკლებ მოცულობით აღჭურვილობას. თავდაპირველად გამოიყენეს მრიცხველი, რომელიც განსაზღვრავდა გაზის შემადგენლობას და პრინციპში მსგავსი იყო გეიგერის მრიცხველის. დახლი ივსებოდა ნახშირორჟანგით ან ნიმუშიდან მიღებული სხვა გაზით (მეთანი ან აცეტილენი). ნებისმიერი რადიოაქტიური დაშლა, რომელიც ხდება მოწყობილობის შიგნით, წარმოქმნის სუსტ ელექტრულ იმპულსს. გარემოს ფონური გამოსხივების ენერგია, როგორც წესი, ფართოდ განსხვავდება, განსხვავებით 14 C დაშლით გამოწვეული რადიაციისგან, რომლის ენერგია ჩვეულებრივ ახლოსაა ფონის სპექტრის ქვედა ზღვართან. ფონის მნიშვნელობების ძალიან არასასურველი თანაფარდობა 14 C მონაცემებთან შეიძლება გაუმჯობესდეს მრიცხველის გარე გამოსხივებისგან იზოლირებით. ამ მიზნით, დახლი დაფარულია რკინის ან მაღალი სისუფთავის ტყვიისგან რამდენიმე სანტიმეტრის სისქის ეკრანებით. გარდა ამისა, თავად მრიცხველის კედლები დაცულია ერთმანეთთან ახლოს განლაგებული გეიგერის მრიცხველებით, რომლებიც, მთელი კოსმოსური გამოსხივების შეფერხებით, დეაქტივირებენ თავად მრიცხველს, რომელიც შეიცავს ნიმუშს დაახლოებით 0,0001 წამის განმავლობაში. სკრინინგის მეთოდი ამცირებს ფონის სიგნალს რამდენიმე დაშლამდე წუთში (3 გ ხის ნიმუში, რომელიც დათარიღებულია მე-18 საუკუნით, იძლევა ~40 დაშლას 14 C წუთში), რაც შესაძლებელს ხდის საკმაოდ უძველესი ნიმუშების დათარიღებას.

დაახლოებით 1965 წლიდან თხევადი სკინტილაციის მეთოდი ფართოდ გავრცელდა დათარიღებაში. იგი გარდაქმნის ნიმუშიდან წარმოქმნილ ნახშირბადოვან გაზს სითხეში, რომელიც შეიძლება შეინახოს და შეისწავლოს პატარა მინის კონტეინერში. სითხეს ემატება სპეციალური ნივთიერება - სკინტილატორი, რომელიც დამუხტულია 14 C რადიონუკლიდების დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ელექტრონების ენერგიით.სკინტილატორი თითქმის მაშინვე გამოყოფს დაგროვილ ენერგიას სინათლის ტალღების ციმციმის სახით. სინათლის გადაღება შესაძლებელია ფოტოგამრავლების მილის გამოყენებით. სცინტილაციის მრიცხველი შეიცავს ორ ასეთ მილს. ყალბი სიგნალის იდენტიფიცირება და აღმოფხვრა შესაძლებელია, რადგან ის იგზავნება მხოლოდ ერთი ტელეფონით. თანამედროვე სცინტილაციის მრიცხველებს აქვთ ძალიან დაბალი, თითქმის ნულოვანი ფონის გამოსხივება, რაც საშუალებას იძლევა 50000 წლამდე ნიმუშების მაღალი სიზუსტით დათარიღება.

სკინტილაციის მეთოდი მოითხოვს ნიმუშის ფრთხილად მომზადებას, რადგან ნახშირბადი უნდა გარდაიქმნას ბენზოლად. პროცესი იწყება ნახშირორჟანგსა და გამდნარ ლითიუმს შორის რეაქციით, ლითიუმის კარბიდის წარმოქმნით. კარბიდს ნელ-ნელა ემატება წყალი და ის იხსნება, გამოყოფს აცეტილენს. ეს გაზი, რომელიც შეიცავს ნიმუშში არსებულ მთელ ნახშირბადს, კატალიზატორის გავლენით გარდაიქმნება გამჭვირვალე სითხეში - ბენზოლად. ქიმიური ფორმულების შემდეგი ჯაჭვი გვიჩვენებს, თუ როგორ გადადის ნახშირბადი ერთი ნაერთიდან მეორეზე ამ პროცესში:

14 C-ის ლაბორატორიული გაზომვებით მიღებულ ყველა ასაკობრივ განსაზღვრას რადიოკარბონის თარიღები ეწოდება. ისინი მოცემულია დღევანდელ დღემდე (BP) წლამდე, ხოლო ამოსავალ წერტილად აღებულია მრგვალი თანამედროვე თარიღი (1950 ან 2000). რადიოკარბონის თარიღები ყოველთვის მოცემულია შესაძლო სტატისტიკური შეცდომის მითითებით (მაგალითად, 1760 ± 40 BP).

განაცხადი.

როგორც წესი, რამდენიმე მეთოდი გამოიყენება მოვლენის ასაკის დასადგენად, განსაკუთრებით თუ ეს შედარებით ბოლო მოვლენაა. დიდი, კარგად შემონახული ნიმუშის ასაკი შეიძლება განისაზღვროს ათი წლის განმავლობაში, მაგრამ ნიმუშის განმეორებით ანალიზს რამდენიმე დღე სჭირდება. როგორც წესი, შედეგი მიიღება განსაზღვრული ასაკის 1%-ის სიზუსტით.

რადიოკარბონული დათარიღების მნიშვნელობა განსაკუთრებით იზრდება ისტორიული მონაცემების არარსებობის შემთხვევაში. ევროპაში, აფრიკასა და აზიაში, პრიმიტიული ადამიანის ადრეული კვალი ვრცელდება იმ დროის მიღმა, რომელიც შეიძლება რადიოკარბონული დათარიღებული იყოს, ე.ი. აღმოჩნდება, რომ ის 50000 წელზე მეტია. თუმცა, საზოგადოების ორგანიზების საწყისი ეტაპები და პირველი მუდმივი დასახლებები, ისევე როგორც უძველესი ქალაქებისა და სახელმწიფოების გაჩენა, შედის რადიოკარბონული დათარიღების ფარგლებში.

რადიოკარბონული დათარიღება განსაკუთრებით წარმატებული იყო მრავალი უძველესი კულტურის ვადების შემუშავებაში. ამის წყალობით, ახლა უკვე შესაძლებელია კულტურებისა და საზოგადოებების განვითარების კურსის შედარება და იმის დადგენა, თუ რომელ ადამიანთა ჯგუფებმა დაეუფლნენ პირველებმა გარკვეულ ინსტრუმენტებს, შექმნეს ახალი ტიპის დასახლება ან ახალი სავაჭრო გზა.

რადიოკარბონის მიერ ასაკის განსაზღვრა უნივერსალური გახდა. ატმოსფეროს ზედა ფენებში ფორმირების შემდეგ 14 C რადიონუკლიდები შეაღწევენ სხვადასხვა გარემოში. ჰაერის ნაკადები და ტურბულენტობა ქვედა ატმოსფეროში უზრუნველყოფს რადიოკარბონის გლობალურ განაწილებას. ოკეანეზე ჰაერის დინების გავლისას, 14 C ჯერ წყლის ზედაპირულ ფენაში შედის, შემდეგ კი ღრმა ფენებში. კონტინენტებზე წვიმას და თოვლს დედამიწის ზედაპირზე 14 C მოაქვს, სადაც თანდათან გროვდება მდინარეებსა და ტბებში, ასევე მყინვარებში, სადაც ის შეიძლება გაგრძელდეს ათასობით წლის განმავლობაში. ამ გარემოში რადიოკარბონის კონცენტრაციის შესწავლა მატებს ჩვენს ცოდნას მსოფლიო ოკეანეებში წყლის ციკლისა და გასული ეპოქების კლიმატის შესახებ, მათ შორის ბოლო გამყინვარების ხანაში. მიმავალი მყინვარის მიერ მოჭრილი ხეების ნაშთების რადიოკარბონული დათარიღება აჩვენა, რომ დედამიწაზე ბოლო ცივი პერიოდი დასრულდა დაახლოებით 11000 წლის წინ.

მცენარეები ყოველწლიურად შთანთქავენ ნახშირორჟანგს ატმოსფეროდან მზარდი სეზონის განმავლობაში, ხოლო იზოტოპები 12 C, 13 C და 14 C გვხვდება მცენარეთა უჯრედებში დაახლოებით იგივე პროპორციით, როგორც ისინი ატმოსფეროში. 12 C და 13 C ატომები ატმოსფეროში შედიან თითქმის მუდმივი პროპორციებით, მაგრამ 14 C იზოტოპის რაოდენობა მერყეობს მისი ფორმირების ინტენსივობის მიხედვით. წლიური ზრდის ფენები, რომელსაც ხის რგოლები ეწოდება, ასახავს ამ განსხვავებებს. ერთი ხის წლიური რგოლების უწყვეტი თანმიმდევრობა შეიძლება გაგრძელდეს 500 წელი მუხაში და 2000 წელზე მეტი წითელ ხესა და წიწვოვან ფიჭვში. შეერთებული შტატების ჩრდილო-დასავლეთის მშრალ მთიან რეგიონებში და ირლანდიისა და გერმანიის ტორფის ჭაობებში აღმოაჩინეს ჰორიზონტები სხვადასხვა ასაკის მკვდარი ხეების ტოტებით. ეს აღმოჩენები საშუალებას გვაძლევს გავაერთიანოთ ინფორმაცია ატმოსფეროში 14 C კონცენტრაციის რყევების შესახებ თითქმის 10000 წლის განმავლობაში. ლაბორატორიული კვლევისას ნიმუშების ასაკის სწორად განსაზღვრა დამოკიდებულია ორგანიზმის სიცოცხლის განმავლობაში 14 C კონცენტრაციის ცოდნაზე. ბოლო 10 000 წლის განმავლობაში, ასეთი მონაცემები შეგროვდა და ჩვეულებრივ წარმოდგენილია კალიბრაციის მრუდის სახით, რომელიც აჩვენებს განსხვავებას ატმოსფერული 14 C დონეს შორის 1950 წელს და წარსულში. რადიოკარბონისა და დაკალიბრებულ თარიღებს შორის შეუსაბამობა არ აღემატება ±150 წელს 1950 წლებს შორის ინტერვალისთვის. და 500 წ უფრო უძველესი დროისთვის, ეს შეუსაბამობა იზრდება და 6000 წლის რადიოკარბონის ასაკთან ერთად 800 წელს აღწევს. იხილეთ ასევეარქეოლოგია

ბუნება, 1992, No12, გვ.59-65.

რადიოაქტიური ნახშირბადი

ი.ია.ვასილენკო, ვ.ა.ოსიპოვი, ვ.პ.რუბლევსკი


© ვასილენკო ი.ია., ოსიპოვი ვ.ა., რუბლევსკი ვ.პ. რადიოაქტიური ნახშირბადი.

ივან იაკოვლევიჩ ვასილენკო, სამედიცინო მეცნიერებათა დოქტორი, პროფესორი, სსრკ სახელმწიფო პრემიის ლაურეატი, რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტროს ბიოფიზიკის ინსტიტუტის წამყვანი მკვლევარი. სამეცნიერო ინტერესების სფერო: ბირთვული დაშლის პროდუქტების ტოქსიკოლოგია, რადიაციული ჰიგიენა.

ვიაჩესლავ ალექსანდროვიჩ ოსიპოვი, მედიცინის მეცნიერებათა კანდიდატი, ამავე ინსტიტუტის წამყვანი მკვლევარი, ტოქსიკოლოგიის სპეციალისტი. ის სწავლობს ძუძუმწოვრების ორგანიზმში რადიონუკლიდების მეტაბოლიზმის კინეტიკას და ბიოლოგიურ ეფექტურობას.

ვლადიმირ პეტროვიჩ რუბლევსკი, ტექნიკურ მეცნიერებათა კანდიდატი, ამავე ინსტიტუტის უფროსი მეცნიერ-თანამშრომელი. ძირითადი სამეცნიერო ინტერესები დაკავშირებულია ეკოლოგიასთან, გარემოს დაცვასთან და ბირთვული ენერგიის რადიაციულ უსაფრთხოებასთან.

პერიოდული ცხრილის ყველა ბუნებრივ ელემენტს შორის ნახშირბადი განსაკუთრებულ როლს თამაშობს - ის ქმნის ორგანული ნაერთების სტრუქტურულ საფუძველს, მათ შორის მათ შორის, რომლებიც ცოცხალი ორგანიზმების ნაწილია.

ბუნებრივი ნახშირბადი არის ორი სტაბილური იზოტოპის ნარევი: 12 C (98,892%) და 13 C (1,108%). ოთხი რადიოაქტიური იზოტოპიდან (10 C, 11 C, 14 C და 15 C), მხოლოდ გრძელვადიანი ნახშირბად-14 (ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5730 წელი) არის პრაქტიკული ინტერესი, რადგან ის მონაწილეობს ბიოსფეროს ნახშირბადის ციკლში. ეს სუფთა, დაბალი ენერგიის ბეტა ემიტერი ნაწილაკების მაქსიმალური ენერგიით 156 კევ კლასიფიცირდება როგორც გლობალური რადიონუკლიდი. იგი წარმოიქმნება როგორც ბუნებრივ, ისე ხელოვნურ პირობებში რამდენიმე ბირთვული რეაქციის შედეგად. გარე გარემოში ანთროპოგენური 14 C-ის კონცენტრაციის ზრდა და მისი წყაროა ბირთვული აფეთქებები და ატომური ელექტროსადგურებიდან გამონაბოლქვი) წარმოადგენს მთავარ ჰიგიენურ და ეკოლოგიურ პრობლემას.

რადიოკარბონის წყაროები

ბუნებრივი ნუკლიდი წარმოიქმნება ძირითადად კოსმოსური გამოსხივების მეორადი ნეიტრონების ურთიერთქმედებით ატმოსფეროს ზედა ფენებში აზოტის ბირთვებთან 14 N (n, p) 14 C რეაქციის მიხედვით. სხვა რეაქციების როლი არის 15 N (n, ა) 14 C; 16 O (p, Zr) 14 C; 17 O (n,a) 14 C; 13 C (n.у) 14 C - ბუნებრივი ნახშირბადის წარმოქმნაში -14 უმნიშვნელოა მცირე ურთიერთქმედების ჯვარედინი მონაკვეთების და ამ იზოტოპების ბირთვების დაბალი შემცველობის გამო ელემენტების ბუნებრივ ნარევში.

ამ ნუკლიდის წარმოქმნის საშუალო სიჩქარე ატმოსფეროში (ძირითადად სტრატოსფეროში) არის 2,28 ატომი/წმ დედამიწის ზედაპირის 1 სმ2-ზე, რაც შეადგენს 9,7 x 10\23 ატომ/დღეში. მასის მიხედვით არის დაახლოებით 22,5 გ/დღეში, ხოლო აქტივობის მიხედვით არის დაახლოებით 2,8 ტბკ/დღეში ან 1 პბკ/წელიწადში. ბუნებრივი ნუკლიდის საშუალო შემცველობა ატმოსფეროში და ბიოსფეროში მუდმივი რჩება: 227 ± 1 Bq/kg ნახშირბადი.

Anthro-hygean carbon-14 წარმოიქმნება ძირითადად ბუნებრივი ნახშირბადის მსგავსად, ე.ი. ნეიტრონები (დიდი რაოდენობით წარმოებული ბირთვული ბომბების აფეთქების დროს) შეიწოვება აზოტ-14 ბირთვების მიერ. ნუკლიდის რაოდენობა დამოკიდებულია ბომბის ტიპზე (ატომური ან თერმობირთვული), მის დიზაინზე (გამოყენებული მასალები) და სიმძლავრეზე (ნეიტრონული ნაკადის სიმკვრივე). 14 C გამოსავლიანობა აფეთქებების დროს სინთეზური რეაქციისთვის მიიღება 0,65 PBq/Mt, დაშლის რეაქციისთვის იგი თითქმის ხუთჯერ ნაკლებია (0,12 PBq/Mt). შეფასებულია, რომ 249,2 PBq ნახშირბად-14 წარმოიქმნა პირველი ატომური ბომბის აფეთქებას შორის 1945 და 1980 წლებში (ცხრილი 1).


1981 წლიდან ატმოსფეროში ბირთვული იარაღის ტესტირება შეჩერდა და ბირთვული საწვავის ციკლის საწარმოები აღმოჩნდა ანთროპოგენური ნუკლიდის ერთადერთი ძლიერი წყარო, რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვნად იმოქმედოს მისი კონცენტრაციის ზრდაზე დედამიწის ატმოსფეროში და ბიოსფეროში. ეს ნუკლიდი წარმოიქმნება ნებისმიერი ტიპის ბირთვული რეაქტორების ბირთვში, სადაც არის ძლიერი ნეიტრონული ნაკადები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ რეაქტორის სტრუქტურების მასალებთან, გამაგრილებელ ნივთიერებასთან, მოდერატორთან, საწვავთან და მათში არსებულ მინარევებით: 14 N (p, ჟ) 14 C; 17 O (n.a) 14 C; 13 C (n.y) 14 C; 235 U (n.f) 14 C (ურანის-235-ის სამჯერ დაყოფა საწვავში).

რეაქტორის ტიპისა და დიზაინის მახასიათებლების მიხედვით, თითოეული ამ რეაქციის წვლილი ნუკლიდის ფორმირებაში შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს. გამოთვლების მიხედვით, მისი სპეციფიკური გამოსავლიანობა გარკვეული ნივთიერებების თერმული ნეიტრონებით დასხივებისას, რომლებიც გამოიყენება როგორც მოდერატორი ან გამაგრილებელი (n,p) გაზურ აზოტში და ჰაერში რეაქციისთვის, დაახლოებით ოთხი რიგით აღემატება (n,a) რეაქციას. წყალში, ნახშირორჟანგი გაზი ან ჰაერის ჟანგბადი თერმული ნეიტრონების აზოტის ბირთვებთან ურთიერთქმედების დიდი განივი კვეთისა და ჰაერში მისი მაღალი შემცველობის გამო (78%). 14C-ის გამოსავლიანობა რეაქციით (n,y) გრაფიტში, დეტოლილმეთანში, გაზზეთსა და ტერფენილში ჯერ კიდევ სიდიდის რიგით დაბალია, ვიდრე რეაქციაში (n,a).

საწვავში ნახშირბად-14-ის წარმოქმნის სიჩქარე ძირითადად დამოკიდებულია აზოტის მინარევების კონცენტრაციაზე: მისი ჩვეულებრივი შემცველობით (0,001-0,002%), სიჩქარე არის დაახლოებით 0,4-2,5 TBq/(GW/წელი) და წყლის წყალი. მოდერატორის გამაგრილებელი შეიცავს 0.2-0.5 TBq/(GWe/წელი) ფარგლებში.

ყოფილი სსრკ-ის მოქმედი ატომური ელექტროსადგურები ძირითადად იყენებენ წნევით წყლის რეაქტორებს (VVER-440 და VVER-1000), წყალ-გრაფიტის რეაქტორებს (RBMK-1000 და RBMK-1500) და სწრაფ ნეიტრონულ რეაქტორებს (BN-350 და BN-600). . პირველი და მესამე რეაქტორები მსგავსია უცხოური რეაქტორების შესაბამისი ტიპების (PWR და PBR) 14 C წარმოქმნის სიჩქარით და გარემოში მისი გამოშვებით.

RBMK რეაქტორებს მდუღარე წყლით ზეწოლის ქვეშ, როგორც გამაგრილებელი და გრაფიტი, როგორც მოდერატორი, ანალოგი არ აქვთ უცხოური რეაქტორების მშენებლობის პრაქტიკაში. მათი მთავარი მახასიათებელია ბირთვში დიდი რაოდენობით აზოტის არსებობა, რომელიც გამოიყენება ჰელიუმთან ნარევში მოდერატორის გასაგრილებლად და ნახშირბადის დიდი მასა თავად მოდერატორში. ეს იწვევს უფრო მაღალი გენერირების სიჩქარეს 14 C-მდე 2-3 TBq/ (GWe/წელი) მნიშვნელობამდე, რაც დაახლოებით VVER-ის ტიპის რეაქტორებში სიდიდის ბრძანებით აღემატება.

ნახშირბადი-14, რომელიც წარმოიქმნება გამაგრილებელში და მოდერატორში, ნაწილობრივ ან მთლიანად გამოიყოფა გარემოში გაზის აეროზოლების სახით, ხოლო რეაქტორის საწვავიდან - გადამამუშავებელი (რეგენერაციის) ქარხნების რადიოაქტიური ნარჩენებით.

მიგრაცია გარე გარემოში

რადიოკარბონი ძალიან მობილურია. ატმოსფერული პროცესების შედეგად გამონაბოლქვი ადგილებიდან ნუკლიდი ტრანსპორტირდება დიდ დისტანციებზე და 14 CO2-მდე ჟანგვის შედეგად შედის ნახშირბადის ბუნებრივ ციკლში.

ცნობილია, რომ მთელი ხმელეთის ნახშირბადი კონცენტრირებულია ორ აუზში - "ნალექი" და "გაცვლა". პირველი აუზის ნახშირბადი (ნალექი ქანების, ნახშირის, ნავთობისა და სხვა ნამარხების ორგანული და არაორგანული ნახშირბადი) პრაქტიკულად არ მონაწილეობს ბუნებრივ მეტაბოლურ პროცესებში, ის ციკლში შედის მხოლოდ ორგანული საწვავის წვის შემდეგ. მეორე აუზის ნახშირბადი, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის მთლიანი ხმელეთის ოდენობის დაახლოებით 0,17%-ს და მისი 90%-ზე მეტი მსოფლიო ოკეანის ღრმა წყლებშია, მონაწილეობს ციკლში მისი ინდივიდუალური რეზერვუარების მეშვეობით: ატმოსფერო, ბიოსფერო. , ჰიდროსფერო და ა.შ.


გლობალური მოდელი მიმოქცევანახშირბადი-14 ატმოსფეროში შედის ემისიებით ბირთვული საწვავის ციკლის საწარმოებიდან (1) და გამონადენი (2). გაცვლის კოეფიციენტები მოცემულია მიმართ. ერთეული/წელი

ნახშირბადის ციკლი ბუნებაში შედგება ორი ციკლისგან, რომლებიც პარალელურად მიმდინარეობს ბიოსფეროს ხმელეთის და საზღვაო ნაწილებში და უკავშირდება ატმოსფეროს. მრავალი მოდელიდან, რომელიც აღწერს ნახშირბადის ქცევას „გაცვლის“ აუზში, SCEAR იყენებს 8-რეზერვუარის მოდელს გამოთვლებისთვის, რომელიც ითვალისწინებს დედამიწის ნახშირბადის ბუნებრივ ციკლში მიმდინარე ყველა ძირითად პროცესს.

"გაცვლის" აუზის რეზერვუარებს შორის ნახშირბადის გაცვლის სიჩქარე განსხვავებულია: ატმოსფეროში CO2 მოლეკულის საშუალო ყოფნის დრო ოკეანის წყალში გადასვლამდე რამდენიმე წელია, მისი სიღრმიდან ატმოსფერომდე - რამდენიმე ასეულ წლამდე. და დანალექი ქანებიდან ატმოსფერომდე რამდენიმე მილიონი წელიც კი. ამრიგად, დანალექი ქანები რადიოკარბონის (ბუნებრივი და ხელოვნური) „სამარხს“ ჰგავს, რომელშიც ის პრაქტიკულად იშლება და ტოვებს ბუნებრივ ციკლს.

გაცვლის კინეტიკა

ნახშირბადი-14, იჟანგება გარე გარემოში 14 CO2-მდე, გროვდება მცენარეებში ფოტოსინთეზის გზით (მცირე რაოდენობით ის ასევე შეიწოვება ნიადაგიდან), შემდეგ კი კვების ჯაჭვის გავლით გადადის ცხოველებსა და ადამიანებში. "ატმოსფერული ნახშირბადი - მცენარეული ნახშირბადი" ჯაჭვში გადასვლის კოეფიციენტი უდრის ერთს და წონასწორობა მყარდება ორ-სამ თვეში. ბირთვული იარაღის ინტენსიური გამოცდის დროს (1963-1964 წწ.) მცენარეულ პროდუქტებში, რძეში 14 C შემცველობა. და ხორცი გაიზარდა დაახლოებით ორჯერ ბუნებრივ ფონთან შედარებით. გაითვალისწინეთ, რომ საკვები პროდუქტების ნახევრად გაწმენდის პერიოდი დაახლოებით ექვსი წელია.

რადიოკარბონი ადამიანის ორგანიზმში ხვდება სხვადასხვა ორგანული და არაორგანული ნაერთების სახით, ძირითადად ნახშირწყლების, ცილების და ცხიმების შემადგენლობით. აეროგენული მიღება უმნიშვნელოა - საკვების მიღების მხოლოდ 1%. იმის გასაგებად, თუ რა გავლენას ახდენს იგი სხეულზე. 14 C, ორგანული და არაორგანული ნაერთების სახით, ჩვენ შევისწავლეთ მეტაბოლიზმის კინეტიკა ვირთხებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში. აღმოჩნდა, რომ არაორგანული ნაერთების (Ha2 14 CO3, NaH 14 CO3, K2 14 CO3) გაცვლა მაღალი ინტენსივობით ხასიათდება; რადიოკარბონი ცხოველების სისხლში ვლინდება ორგანიზმში შესვლის პირველივე წუთებიდან, 15 წუთის შემდეგ. მისი შინაარსი აღწევს ადმინისტრირებული თანხის მაქსიმუმ რამდენიმე პროცენტს. სისხლში მყიფე ბიკარბონატული ნაერთების წარმოქმნით რადიოკარბონი სწრაფად გამოიყოფა. შეყვანილი ნუკლიდის მხოლოდ მცირე ნაწილი გროვდება ორგანოებსა და ქსოვილებში და ის საკმაოდ თანაბრად ნაწილდება: ჯერ ღვიძლში, თირკმელებში, ელენთაში, შემდეგ კი ჩონჩხსა და ცხიმოვან ქსოვილში. გახანგრძლივებული მიღებით, ნუკლიდის აქტივობა ნელ-ნელა გროვდება - 1,7%-დან მეორე დღეს 7,7-მდე Na2 14 CO3 დღიური შეყვანილი რაოდენობის 32-ზე. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ექსპერიმენტების თვის ბოლოს წონასწორობა დგინდება ვირთხების სხეულში ნუკლიდის მიღებასა და მის შემცველობას შორის, დაგროვების კოეფიციენტით დაახლოებით 0,07.

ორგანული ნაერთების სახით 14C-ის გაცვლის შესწავლისას გამოვიყენეთ ნუკლიდის შემცველი გლუკოზა, სუქცინის მჟავა, გლიცინი, ვალინი, ტრიპტოფანი, გლიცერინი, პალმიტური და სტეარინის მჟავები, მეთილის და ეთილის სპირტები, ე.ი. მნიშვნელოვანი კლასები: ნახშირწყლები, ცილები, ცხიმები და ალკოჰოლები. სხეულში მოხვედრის შემდეგ, მაღალმოლეკულური ნაერთები იშლება დაბალმოლეკულურ ნაერთებად, რომელთა ნახშირბადი საბოლოოდ იჟანგება ნახშირორჟანგად. ამავდროულად, სინთეზირდება ამინომჟავები, ცხიმოვანი მჟავები, ჰექსოზები და სხვა მნიშვნელოვანი მეტაბოლიტები, რომლებსაც ორგანიზმი იყენებს როგორც ენერგია და პლასტმასის მასალა. ამრიგად, რადიონუკლიდი აღწევს ცოცხალი ორგანიზმების ყველა სტრუქტურასა და ქსოვილში.

ორგანული ნაერთების სახით ქრონიკული მიღებისას მისი დაგროვების დინამიკა დამოკიდებულია ნაერთის ფორმაზე. 14 C-გლუკოზის წონასწორული შემცველობა ხდება მესამე თვის ბოლოს (დაგროვების ფაქტორი არის სამი), 14 C-გლიცინი და 14 C-პალმიტის მჟავა - მეოთხე თვის ბოლოს (დაგროვების ფაქტორი არის 12 და 13, შესაბამისად).

ორგანიზმიდან ორგანული ნაერთების ნუკლიდების გამოდევნის სიჩქარე გარკვეულწილად ასევე დამოკიდებულია მათ კლასზე: ნახშირწყლების ნუკლიდები გამოიყოფა უფრო ინტენსიურად, ვიდრე ამინომჟავების და ცხიმოვანი მჟავების სახით მიღებული, ხოლო ალკოჰოლის შემადგენლობაში შეყვანილი შენარჩუნებულია. „ნახშირწყლებზე“ უფრო გრძელი. დროთა განმავლობაში, ელიმინაციის სიჩქარე თანდათან ნელდება, როგორც ჩანს, იმის გამო, რომ ორგანიზმში შემავალი ნუკლიდი გამოიყენება როგორც პლასტმასის მასალა. რადიოკარბონი გამოიყოფა ძირითადად სასუნთქი სისტემის მეშვეობით, გაცილებით ნაკლებია თირკმელებისა და ნაწლავების მეშვეობით და თანაფარდობა ასევე დამოკიდებულია ნაერთის ფორმაზე.

ცნობილია, რომ ნახშირწყლების, ცხიმებისა და ალკოჰოლების საბოლოო მეტაბოლიტებია ნახშირორჟანგი და წყალი, ხოლო ცილებია ასევე შარდოვანა, შარდმჟავა, კრეატინინი (ეს უკანასკნელი ორგანიზმიდან გამოიყოფა თირკმელებით და ნაწლავებით). ალკოჰოლის ნუკლიდის ნაწილი ამოისუნთქება უცვლელად.

ჩვენ გამოვიყენეთ ვირთხებზე ჩატარებული კვლევების შედეგები, რათა შევაფასოთ ნახშირბად-14-ის მეტაბოლიზმი, რომელიც შედის ადამიანის ორგანიზმში საკვებით. ვინაიდან ზრდასრული ადამიანის სტანდარტული დიეტა მოიცავს დაახლოებით 500 გრ ნახშირწყლებს, 100 გრ ცხიმს და ცილას, ხოლო ნახშირბადის წილი მათში არის 50, 75 და 54%, შესაბამისად, ჩვენ ვიღებთ დაახლოებით 70, 20 და 10% ნახშირბადს. დღეში საკვებიდან.


თუ გავითვალისწინებთ, რომ ამ ნაერთების შემადგენლობაში მოწოდებული ნუკლიდის დაგროვების სიმრავლე უდრის 15, 65 და 60-ს, ​​მაშინ სტანდარტულ დიეტაში ეს იქნება დაახლოებით 31. ეს მნიშვნელობა ახლოსაა სტაბილური დაგროვების სიმრავლესთან. ადამიანებში ბუნებრივი წარმოშობის ნახშირბადი და ნუკლიდი. წონასწორული მდგომარეობის დაწყებას განსაზღვრავს რადიოკარბონი, რომელიც მიეწოდება ცხიმებსა და ცილებს და, თუ გავითვალისწინებთ ვირთხებსა და ადამიანებში მეტაბოლიზმის ინტენსივობის განსხვავებებს, შეიძლება ველოდოთ, რომ ამ უკანასკნელში ეს მოხდება დაახლოებით 1,5 წლის შემდეგ. ორგანიზმში ნუკლიდის შეღწევის დასაწყისი.

ამრიგად, რადიოკარბონის გაცვლა დამოკიდებულია მისი ნაერთის ფორმაზე, რომელიც გავლენას ახდენს წარმოქმნილი შიდა გამოსხივების დოზების მნიშვნელობებზე (ცხრილი 2). მასში შემავალი ორგანული ნივთიერებების აბსორბირებული დოზები ორგანიზმში შეყვანის მომენტიდან საბოლოო მეტაბოლიტების წარმოქმნამდე არ არის იგივე: მათი მეტაბოლიზმის განსხვავებების გამო, მაგრამ საშუალოდ ისინი ათობით-ასჯერ აღემატება არაორგანულს. სხვადასხვა რადიოკარბონის ნაერთების მეტაბოლური მახასიათებლები ასევე გავლენას ახდენს მათ ტოქსიკურობაზე.

ბიოლოგიური მოქმედება

რადიაციის ეფექტი, როგორც ცნობილია, დამოკიდებულია აბსორბირებული დოზის სიდიდეზე, მის სიმძლავრეზე, დასხივებული ქსოვილებისა და ორგანოების მოცულობაზე და რადიაციის ტიპზე. დამაზიანებელი ეფექტი ემყარება ურთიერთდაკავშირებულ და ურთიერთდამოკიდებულ პროცესების კომპლექსს - ატომებისა და მოლეკულების იონიზაცია და აგზნება იწვევს უაღრესად აქტიური რადიკალების წარმოქმნას, რომლებიც ურთიერთქმედებენ უჯრედების სხვადასხვა ბიოლოგიურ სტრუქტურასთან. მნიშვნელოვანია აგზნების ენერგიის შიდა და ინტერმოლეკულური გადაცემა, ისევე როგორც მოლეკულებში ბმების შესაძლო გაწყვეტა რადიაციის პირდაპირი მოქმედების გამო. საწყის ეტაპზე მიმდინარე ფიზიკურ-ქიმიური პროცესები მიჩნეულია პირველად, საწყისად. შემდგომში, რადიაციული დაზიანების განვითარება ვლინდება ორგანოებისა და მათი სისტემების დისფუნქციაში.

განსაკუთრებულ საშიშროებას წარმოადგენს რადიონუკლიდები, რომლებიც ორგანოებსა და ქსოვილებში გროვდება, ხდება ხანგრძლივი შიდა გამოსხივების წყარო. მისი ბუნება დამოკიდებულია რადიონუკლიდების ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებზე, მათ შორის, როგორც აღინიშნა, ნახშირბად-14-ს განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს, რადგან ის არის მთავარი ბიოგენური ელემენტის იზოტოპი. მისი ბიოლოგიური ეფექტი დაკავშირებულია არა მხოლოდ რადიაციასთან, არამედ ტრანსმუტაციურ ეფექტებთან, რომლებიც წარმოიქმნება, როდესაც 14 C ატომები გარდაიქმნება 14 N ატომად ბეტა დაშლის შედეგად. ეს პროცესები შეიძლება განსაკუთრებით საშიში გახდეს, როდესაც რადიოკარბონი შედის დნმ-სა და რნმ-ში. ჩანასახები, რადგან მისი დაშლის ერთჯერადი მოქმედებაც კი იწვევს წერტილოვან მუტაციებს, რომელთა აღმოფხვრაც შეუძლებელია ორგანიზმის მიერ.

ბევრი ექსპერტი თვლის, რომ ნუკლიდის ბიოლოგიური ეფექტურობა მნიშვნელოვნად უნდა გაიზარდოს ტრანსმუტაციური ეფექტის გამო. მაგრამ ექსპერიმენტების შედეგები ურთიერთგამომრიცხავი აღმოჩნდა. 14 C შედარებით ბიოლოგიური ეფექტურობის მნიშვნელობა, დადგენილი სხვადასხვა მკვლევარების მიერ7 გენის მუტაციების (ფაგი, საფუარი, დროზოფილა), ქრომოსომული აბერაციების (ხახვის ფესვები და ლობიოს ყლორტები) და რეპროდუქციული უჯრედების სიკვდილის (ქსოვილის კულტურა და ბაქტერიები) თვალსაზრისით მერყეობს. 1-დან 20-მდე. როგორც ჩანს, ეს განპირობებულია სხვადასხვა ექსპერიმენტული პირობებით, მრავალფეროვანი ტესტებით და დასხივების პირობებით. ჩვენ არ ვიცით რაიმე კვლევის მასალა თბილსისხლიან ცხოველებზე.

ჩვენ შევისწავლეთ რადიოკარბონის მწვავე დოზების ბიოლოგიური ეფექტები თაგვებზე ორგანული ნაერთების გამოყენებით, რომლებსაც შეუძლიათ ნუკლიდის მიღების სიმულაცია ცილებში (14 C-გლიცინი), ცხიმებში (14 C-სტეარინის მჟავა), ასევე 14 C-საქცინის მჟავაში. ნაერთი, რომელიც წარმოიქმნება ორგანიზმში ნახშირწყლების, ცილების და ცხიმების (ანუ ყველა ძირითადი საკვების) დაჟანგვისა და უჯრედებში მათი ურთიერთგაცვლის შედეგად. ცხოველთა მდგომარეობა შეფასდა კლინიკური, ჰემატოლოგიური, ფიზიოლოგიური, ბიოქიმიური, იმუნოლოგიური და პათოლოგიური პარამეტრებით.

ცხოველების დასხივება ხანგრძლივი და შედარებით ერთგვაროვანი იყო. აბსორბირებული დოზების სხვაობა (ისინი შეფასდა სპეციალური რადიომეტრიული კვლევების მიხედვით) ორგანოებსა და ქსოვილებში, გარდა ცხიმისა, რომლის გამოსხივების დოზები დაახლოებით ორ-სამჯერ აღემატებოდა საშუალო ქსოვილს, არ აღემატებოდა 1,5-ს. პირველი თვის ბოლოს, დოზები იყო დაახლოებით 50% დასრულებული, ხოლო სამიდან ექვს თვეში (დამოკიდებულია ნაერთზე) - 90% დასრულებული. დასხივების აღნიშნულ მახასიათებლებს ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს რადიოკარბონის ბიოლოგიური ეფექტურობის შესაფასებლად, რომელიც ხასიათდება შედარებით დაბალი რადიოტოქსიკურობით, რომელიც განისაზღვრება ნაერთის ფორმით. გლიცინისთვის, დოზა, რომელიც იწვევს ცხოველთა 50%-ის სიკვდილს 30 დღეში (SD 50/30) არის 6.3 მბკ/გ სხეულის წონა. იმ დროისთვის, როდესაც თაგვების 50% მოკვდა (საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა 17,5 ± ± 1,5 დღე), ქსოვილის საშუალო დოზა იყო 8-1 Gy 0,08-0,02 cGy/წთ სიჩქარით. მძიმე რადიაციული დაზიანებები თაგვებში ფატალური შედეგით პირველი თვის განმავლობაში 14 C-სტეარინის მჟავის (2,2 მბკ/გ) შეყვანით, დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ შიდა რადიაციის უფრო მაღალი დოზები წარმოიქმნება შეყვანილი აქტივობის ერთეულზე.

14 C-გლიცინის ბიოლოგიური ეფექტის კვლევების შედეგების საფუძველზე, მეტაბოლიზმის მახასიათებლებისა და აბსორბირებული დოზების წარმოქმნილი მნიშვნელობების გათვალისწინებით შეყვანილი აქტივობის ერთეულზე, ჩვენ შევაფასეთ სხვა რადიოკარბონის ნაერთების ტოქსიკურობა. აღმოჩნდა, რომ 14 C-კარბონატისა და ნატრიუმის ბიკარბონატის ტოქსიკურობა 130-ჯერ ნაკლებია 14C-გლიცინის, 14C-კალიუმის და კალციუმის კარბონატებთან შედარებით - 85 და 30-ჯერ, შესაბამისად, 14C-გლუკოზა, 14C-გლუკოზამინი და 14. C-საქცინის მჟავა - დაახლოებით ოთხჯერ, 14 C-ვალინი, 14 C-ეთილის და 14 C-მეთილის სპირტები - თითქმის იგივეა, რაც 14 C-გლიცინის და 14 C-ტრიპტოფანის და 14 C-პალმიტის მჟავას ტოქსიკურობა - დაახლოებით ოთხიდან ხუთჯერ მეტი. თაგვების ყოველდღიურ დიეტაში ნახშირწყლების, ცილების და ცხიმების შემცველობის გათვალისწინებით, ჩვენ გამოვთვალეთ, რომ ნუკლიდის დოზა, რომელიც იწვევს ცხოველების 50%-ის სიკვდილს 30 დღეში, დაახლოებით უდრის 15 მბკ/გ სხეულის მასას.


რადიოკარბონის შემცველობა ვირთხების ორგანიზმში ერთჯერადი მიღების შემდეგ: 14 C-ნატრიუმის ბიკარბონატი (1), 14 C-ნატრიუმის კარბონატი (2), კალიუმი (3); და კალციუმი (4); 14 C-საქცინის მჟავა (5), 14 C-გლუკოზამინი (6), 14 C-გლუკოზა (7), 14 C-ეთილის (8) და მეთილის (9) სპირტები, 14 C-ვალინი (10), 14 C- გლიცეროლი (11), 14 C-სტეარინის მჟავა (12), 14 C-გლიცინი (13), 14 C-ტრიპტოფანი (14) და 14 C-პალმიტის მჟავა (15).

საკვებით მიწოდებული ნუკლიდების მწვავე დაზიანებების კლინიკურ კურსში არ იყო მნიშვნელოვანი განსხვავებები გარე გამა დასხივებით გამოწვეული რადიაციული ავადმყოფობისგან; ასევე გამოირჩეოდა ცნობილი პერიოდები: დაავადების ლატენტური, გამოხატული გამოვლინებები და გამოჯანმრთელება (აღდგენა ან გადასვლა. დაავადება ქრონიკული ფორმით). სისხლის პარამეტრების ცვლილებები, რომლითაც ჩვეულებრივ ფასდება დაავადების სიმძიმე, იყო ტიპიური, მეტაბოლური დარღვევები გამოვლინდა ცხოველების სიმსუქნეში და აშკარად დაფიქსირდა ნუკლიდის ბლასტომოგენური (სიმსივნური) ეფექტი. მწვავე დაზიანებით, მათ მკვეთრად დაკარგეს წონა და დაიღუპნენ ღრმა ლეიკოპენიის ფონზე (პერიფერიულ სისხლში ლეიკოციტების დაბალი შემცველობა). მძიმე და ზომიერი დაზიანებები ქრონიკული გახდა და სისხლის რაოდენობა ნელ-ნელა აღდგა. აღდგენას ძალიან დიდი დრო დასჭირდა. სიცოცხლის ხანგრძლივობა (დამოკიდებულია დაზიანების სიმძიმეზე) საგრძნობლად დაბალი იყო, ვიდრე საკონტროლო თაგვებში.

მაიონებელი გამოსხივების არაზღვრული მოქმედების კონცეფციამ წამოჭრა დაბალი დოზების პრობლემა. ბუნებრივი გამოსხივების დონეზე დოზების საშიშროება ძირითადად დაკავშირებულია მუტაციების გამოწვევასთან (მათი რაოდენობა განისაზღვრება შეწოვილი დოზის სიდიდით) სომატურში: » სასქესო უჯრედები. სომატურ უჯრედებში მუტაციები იწვევს ავთვისებიანი ნეოპლაზმების ზრდას და სხვა დარღვევებს, რეპროდუქციულ უჯრედებში - რეპროდუქციული ფუნქციის დაქვეითებას, ნორმალური განვითარების გადახრას და მემკვიდრეობით დაავადებებს. მცირე დოზების გამოყენებისას შესაძლებელია ნელა განვითარებადი დარღვევები ფართო ინდივიდუალური ვარიაციით, რაც დამოკიდებულია სხეულის საწყის მდგომარეობაზე და მის მემკვიდრეობით მახასიათებლებზე.

ჩვენ შევისწავლეთ ნახშირბად-14-ის მცირე დოზების ბიოლოგიური ეფექტი ქრონიკული მიღების პირობებში ვირთხებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში. რვა ჯგუფის ცხოველები მას ყოველდღიურად იღებდნენ სასმელ წყალთან ერთად 14C-გლუკოზის სახით მთელი ცხოვრების მანძილზე 92,5 ოდენობით; 18.3; 13; 1.9; 1.3; 0.2; 0.1 და 0.01 კბკ/გ სხეულის წონა. ქსოვილის შთანთქმის საშუალო დოზა იყო შესაბამისად 233; 47; 11,5; 1; 0,5; 0.1 და 0.01 მგი წელიწადში. ვირთხების მდგომარეობა შეფასდა კლინიკური, ჰემატოლოგიური, ფიზიოლოგიური, ბიოქიმიური, იმუნოლოგიური და მორფოლოგიური პარამეტრებით.

საწყის პერიოდში ექსპერიმენტული და საკონტროლო ცხოველების მდგომარეობა მნიშვნელოვნად არ განსხვავდებოდა, მაგრამ შემდგომში გამოვლინდა ფუნქციური ცვლილებები, რომლებიც შეიძლება შეფასდეს, როგორც რეაქცია დასხივებაზე. ხოლო ექსპერიმენტების ბოლოს (ძირითადად პირველ სამ ჯგუფში) მორფოლოგიური პათოლოგია აღმოაჩინეს ფილტვებში, თირკმელებში და ღვიძლში და შემცირდა რეპროდუქციული ფუნქცია. როგორც ჩანს, საწყის პერიოდში ორგანიზმი ახერხებს დარღვევების ანაზღაურებას, მაგრამ შემდეგ, რადიაციული დაზიანების დაგროვებისთანავე, მასზე მოქმედებს აღდგენის მექანიზმების და ადაპტაციური რეაქციების უკმარისობა. შედეგად, ორგანიზმის წინააღმდეგობა სხვა მავნე გარემო ფაქტორების მიმართ და სიცოცხლის ხანგრძლივობა მცირდება.

დაბალი დოზებით დასხივებული ვირთხების მდგომარეობა (ჯგუფი ოთხიდან რვამდე) დარჩა მნიშვნელოვანი ცვლილებების გარეშე მთელი ექსპერიმენტის განმავლობაში, თუმცა იყო ტენდენცია სარძევე ჯირკვლის სიმსივნეების ადრე გამოჩენისკენ საკონტროლო ცხოველებთან შედარებით. თუმცა, რაოდენობრივი განსხვავებები სტატისტიკურად უმნიშვნელო აღმოჩნდა.


ჩვენ შევისწავლეთ რადიოკარბონის გენეტიკური ეფექტები (რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის გენერალური გენეტიკის ინსტიტუტის თანამშრომლებთან V.A. შევჩენკოსთან, M.D. Pomerantseva და L.K. Ramaya) სპერმატოგენეზის სხვადასხვა სტადიაზე თაგვებში ერთჯერადი, ხანგრძლივი და ქრონიკული შეყვანით 14. C- გლუკოზა მამაკაცებისთვის. ნუკლიდის ერთჯერადი ინექციის შემდეგ სამი თვის შემდეგ რადიაციის დოზა იყო 0,22; 0,5; და 1,01 გი, გრძელვადიანი - 0,74 და 1,47 (ექსპერიმენტის ბოლოს) და ქრონიკული - 0,066 და 0,013 გი/წელიწადში.

ჩვენ შევადარეთ დომინანტური ლეტალური მუტაციების სიხშირე პოსტ- და პრემეიოზურ ჩანასახოვან უჯრედებში, ორმხრივი გადაადგილების სიხშირე (ორი მონაკვეთის გაცვლა ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს შორის) სპერმატოგონიაში და სპერმატოგონიის არანორმალური თავების სიხშირე იგივე მაჩვენებლებით გარეგანი გავლენის ქვეშ. გამა გამოსხივება. აღმოჩნდა, რომ რადიოკარბონის ფარდობითი გენეტიკური ეფექტურობა არის დაახლოებით 1-2, ხოლო ტრანსმუტაციის შედეგები არ არის გამოვლენილი - როგორც ჩანს, 14 C- გლუკოზა არ აღწევს ჩანასახის უჯრედების დნმ-ში. ჩვენი დასკვნები ძნელად უნდა ჩაითვალოს საბოლოო; ცოცხალ ორგანიზმზე რადიაციული ეფექტი მოითხოვს ბევრ სპეციალურ კვლევას.

ასე რომ, ჩვენ გვაქვს ექსპერიმენტული შედეგები ცხოველებზე რადიოკარბონის სხვადასხვა დოზების ზემოქმედებაზე. შესაძლებელია თუ არა ამის საფუძველზე სომატური და გენეტიკური შედეგების შეფასება ადამიანის პოპულაციაში ნუკლიდის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად? ჩვენ შევეცადეთ ამის გაკეთება (ცხრილი 3), იმის გათვალისწინებით, რომ რადიოკარბონით გარემოს მიმდინარე გლობალური დაბინძურებით, წონასწორობა დამყარებულია ჯაჭვში "ატმოსფერო - საკვები - ხალხი", დისკრიმინაციის კოეფიციენტით მთელ ჯაჭვში ტოლი 1;

ატმოსფეროში ბირთვული გამოცდა შეჩერებულია;

არსებობს არაზღვრული წრფივი ურთიერთობა დოზა/ეფექტი.

ნუკლიდის გენეტიკური ეფექტურობით 1-ის ტოლი (ტრანსმუტაციების გარეშე), შეიძლება ველოდოთ, რომ ფატალური ონკოგენური დაავადებების რაოდენობა 10 6 ადამიანის პოპულაციაში და 10 6 ახალშობილს შორის დასხივებით 10 6 ადამიანი დოზით-Gy იქნება. 124 და 40 შემთხვევა, შესაბამისად. შედარებისთვის აღვნიშნავთ: სიკვდილიანობა სხვადასხვა ეტიოლოგიისა და ლოკალიზაციის ნეოპლაზმებიდან (მაიონებელი გამოსხივების გავლენის გათვალისწინების გარეშე) ადამიანთა იმავე პოპულაციაში წელიწადში 1500-2000 შემთხვევას აღწევს, ხოლო გენეტიკური დარღვევების ბუნებრივი სიხშირე 60 ათასი შემთხვევაა. 10 მილიონ ბავშვზე, 16 ათასი - მძიმე დეფექტებით.

ასე რომ, მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროს ყველა წარმომადგენელი ექვემდებარება გლობალური რადიონუკლიდის - ნახშირბად-14-ის გავლენას. შესაძლებელია, რომ ეკოსისტემებში ადამიანებზე ნაკლებად სტაბილური ობიექტები იყოს, ამიტომ გარე გარემოში რადიოკარბონის კონცენტრაციის ზრდა წარმოადგენს არა მხოლოდ ჰიგიენურ, არამედ ეკოლოგიურ პრობლემას... შედეგად აშკარა გენეტიკური დატვირთვის არარსებობა. ბუნებრივი რადიოკარბონით დასხივება, როგორც ჩანს, დაკავშირებულია დამცავი მექანიზმების ევოლუციის დროს წარმოქმნასთან, რომლებიც აღმოფხვრის მუტაციურ დაზიანებას ორგანიზმების განვითარების სხვადასხვა ეტაპზე. მაგრამ რადიაციის დოზების გაზრდით, ეს მექანიზმები შეიძლება არ იყოს საკმარისად ეფექტური.

1. Bylkin B.K., Rublevsky V.P., Khrulev A.A., Tishchenko V.A. // ატომ. აღჭურვილობა საზღვარგარეთ. 1988. No 1. გვ 17-20. 2. Rublevsky V. P., Golenetsky S. P., K i r d i n G. S. რადიოაქტიური ნახშირბადი ბიოსფეროში. მ., 1979 წ.

3. ბოლინი B. ნახშირბადის ციკლი // ბიოსფერო. მ., 1982. S. 91--104.

4. Broeker W. S., WaHon A.//Science. 1959. V. 130. N 3371. გვ 309-314.

5. Vasilenko I. Ya., Bugryshee P. F., Istomina A. G., Turova V. I. // ჟურნალი. ჰიგიენა, ეპიდემიოლოგია, მიკრობიოლოგია და იმუნოლოგია (პრაღა). 1982. გამოცემა. 26. No 1. გვ 18-27.

6. Vasilenko I. Ya., O s i 11 o in V. A., L i g i n s k a ya A. M. და სხვ.. მეტაბოლიზმის კინეტიკა და რადიოაქტიური ნახშირბადის ბიოლოგიური ეფექტები (^C). წინასწარი დაბეჭდვა TsNIIatominform-ON-4-88. მ., 1988. გვ 28-29.

7. იხილეთ, მაგალითად; Kuzin A. M., Isaev B. M., Khvostov B. M. et al. IgC-ს ბიოლოგიური მოქმედების ეფექტურობა ცოცხალ სტრუქტურებში ჩართვისას // რადიაციული გენეტიკა. მ., 1962. გვ.267-273; Kuzin A. M., Glembotsky Ya. L., L v p k i n Yu. A.//რადიობიოლოგია. 1964. T. 4. No6. P. 804-809; ალექსანდროვი S.N., P შესახებ p შესახებ D.K., Strelnikova N.K.//ჰიგიენა და სანიტარია. 1971. No 3. გვ 63-66; Apelgot S. Effect lеtal de la desintеgration d "atomes radioacfivs [ "H, "C, "Pi აერთიანებს დონებს ლაქტოზურ//ინკორპორირებული რადიოიოტოპების ტრანსმუტაციისა და დაშლის ბიოლოგიურ ეფექტებს. ვენა, 1968. გვ 147-163.



 

შეიძლება სასარგებლო იყოს წაკითხვა: