Блок №1 Безопасность, гигиена и санитария питания. Понятие, определение. Основное международное и российское законодательство. Понятие качества продукции. Составляющие качества

5. Радиоактивное загрязнение. Продолжительность жизни радионуклидов. Классификация.
Радионуклиды естественного происхож­дения постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой при­роды. Однако природные радионуклиды не представляют существенной угрозы для здоровья человека.
С момента овладения человеком ядерной энергией в биосферу нача­ли поступать искусственные радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия: 14С, l37Cs, 90Sr, 89Sr, 106Ru, 144Ce, 131I, 95Zr.
Существуют три пути попадания радиоактивных веществ в организм человека: а) при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными ве­ществами; б) через желудочно-кишечный тракт – с пищей и водой; в) через кожу.
Ионизирующие излучения действуют на организм в целом, но прежде всего на биомолекулы и субкле­точные образования. Наиболее чувствительными к облучению органеллами клеток орга­низма млекопитающих являются ядро и митохондрии. В результате радиоактивного воздействия происхо­дят количественные и качественные изменения в ДНК, нарушаются про­цессы транскрипции и трансляции. Кроме этого, угнетаются энергети­ческие процессы, нарушаются фун­кции мембран.
Из определения следует, что нуклид — это каждый отдельный вид атомов какого-либо химического элемента с ядром, состоящим из строго определённого числа протонов (Z) и нейтронов (N), и которое находится в определённом энергетическом состоянии (основном состоянии или одном из изомерных состояний).
Число протонов Z представляет собой атомный номер элемента, а сумма A = Z + N — массовое число. Нуклиды, имеющие одинаковый атомный номер (обладающие одинаковым числом протонов), называются изотопами, одинаковое массовое число — изобарами, одинаковое число нейтронов — изотонами. Применение термина изотоп в единственном числе вместо термина нуклид хотя и, строго говоря, неверно, однако широко распространено. Относительная атомная масса нуклида округлённо равна его массовому числу, только для углерода-12 она по определению точно равна 12.
Для обозначения нуклида элемента (E) используют запись вида: АZE N, причём индексы Z и N могут опускаться. Распространённым является обозначение E-A (например, углерод-12, уран-238, U-235). Для нуклидов, представляющих собой метастабильные возбуждённые состояния одного изотопа (изомеры), используют латинскую букву m в верхнем правом или верхнем левом индексе, например 180Tam или 180mTa. Если существует более одного возбуждённого изомерного состояния с данными A и Z, то для них (в порядке возрастания энергии) используют индексы m1, m2 и т. д. либо последовательность букв m, n, p, q,… Некоторые нуклиды имеют традиционные собственные названия (см. список таких названий).
Нуклиды делятся на стабильные и радиоактивные (радионуклиды, радиоактивные изотопы). Стабильные нуклиды не испытывают спонтанных радиоактивных превращений из основного состояния ядра. Радионуклиды путём радиоактивных превращений переходят в другие нуклиды. В зависимости от типа распада, образуются либо другой нуклид того же самого элемента (при нейтронном или двухнейтронном распаде), либо нуклид другого элемента (распады, изменяющие заряд ядра без вылета нуклонов, т. е. бета-распад, электронный захват, позитронный распад, все виды двойного бета-распада), либо два или несколько новых нуклидов (альфа-распад, протонный распад, кластерный распад, спонтанное деление).
Среди радионуклидов выделяются короткоживущие и долгоживущие. Радионуклиды, существующие на Земле с момента её формирования, часто называют природными долгоживущими, или примордиальными радионуклидами; такие нуклиды имеют период полураспада, превышающий 5·108 лет. Для каждого элемента были искусственно получены радионуклиды; для элементов с атомным номером (т. е. числом протонов), близким к одному из «магических чисел», количество известных нуклидов может доходить до нескольких десятков. Наибольшим количеством известных нуклидов — по 34 — обладают платина и осмий (без учёта изомерных состояний). Некоторые элементы имеют лишь один стабильный нуклид (так называемые моноизотопные элементы, например, золото и кобальт), а максимальным числом стабильных нуклидов — 10 — обладает олово. У многих элементов все нуклиды радиоактивны (все элементы, имеющие атомный номер больше, чем у свинца, а также технеций и прометий). Каждому массовому числу соответствует от 0 до 3 стабильных нуклидов, числу нейтронов — от 0 до 7. Общее число всех известных нуклидов превышает 3100 (без учёта изомеров; на сегодня известно около 1000 нуклидов в основных состояниях, для которых существуют одно или несколько метастабильных возбуждённых состояний с периодом полураспада, превышающим 0,1 мкс).
Для многих нуклидов (в том числе стабильных) предсказан тот или иной вид радиоактивности, в действительности не наблюдающийся из-за чрезвычайно большого периода полураспада. В частности, для любого данного массового числа A возможен только один бета-стабильный нуклид, соответствующий глобальному минимуму энергии в данной изобарной цепочке. Для остальных нуклидов с данным A кинематически разрешён обычный или двойной бета-распад (включая β−, β+ или электронный захват), хотя предсказываемые периоды полураспада могут быть крайне велики. Большинство нуклидов с массовым числом больше 140 могут испытывать альфа-распад, но по той же причине для многих из них этот канал распада не наблюдался. С увеличением чувствительности экспериментов некоторые нуклиды переходят из разряда стабильных в (слабо)радиоактивные (например, была обнаружена слабая альфа-радиоактивность с периодами полураспада >1018 лет у ранее считавшихся стабильными висмута-209, вольфрама-180 и европия-151).