Reja : Kirish Asosiy qism

Radioktiv fon
Insoniyat o'z hayoti davomida radioaktiv fon nurlanishlar maydoni ichida yashaydi.
Radioaktiv fonni shartli ravishda ikkiga bo'lish mumkin, ya'ni:

1. 
   Tabiiy radioaktiv fon.
   
2. 
   Sun'iy radioaktiv fon.
   

Radioaktiv fon insonga bogʻliq bo'lmasdan Quyosh sistemasi vu- judga kelgan vaqtda paydo boʻlgan bo'lib, uni asosan tabiatda sochil- gan uran-toriy oilasi va tabiiy radionuklidlar vujudga keltiradi. Ikkinchi fon esa bevosita inson faoliyati bilan bog'liq bo'lib, uning vujudga ke- lishi inson tomonidan yadro qurollari yaratilishi va yadro energetikasini o'zlashtirilishi bilan uzviy bog'liqdir. Sun'iy radioaktiv fon intensivligi vaqt o'tishi bilan oshib bormoqda va ma'lum bir darajada ekologik xavf tug'dirishi mumkin. Ushbu fonni doimo kuzatish va nazorat qilib turish davr talabidir.
Tabiiy radioaktiv fonni vujudga keltiruvchi omillar asosan quyidagilar:

1. 
   Kosmik nurlanishlar.
   
2. 
   Uran-toriy oilasi.
   
3. 
   Tabiiy radionuklidlar.
   
4. 
   Tabiiy radioaktiv aerozollar.
   

Har bir inson doimo tashqi radiatsiya manbai bo'lgan kosmik nurlar ta'siri ostida boladi. Ushbu nurlanishlar bizga koinotning uzoq sohala- ridan yetib keladi.

Kosmik yoki kosmik radiatsion nurlanishlar Galaktikada va Quyoshda sodir bolayotgan portlashlar natijasida hosil bo'ladi. Koinot- dan Yerga kelayotgan zaryadlangan zarrachalar oqimi, odat-da, birlam- chi koinot nurlanishlari deyiladi. Birlamchi koinot nurlanishlari asosan protonlar (~90%), b-zarralar (geliy atomining yadrosi) va tartib raqami 30 dan kichik bo'lgan kimyoviy elementlar atom yadrolaridan iborat. Birlamchi koinot nurlanishlari atmosferani tashkil etgan kimyoviy ele- mentlar atom yadrolari bilan o'zaro ta'sirlashishi natijasida yangi (ik- kilamchi) zarralar - ikkilamchi koinot nurlari hosil boʻladi. Ikkilamchi koinot nurlari asosan 20 km balandlikdan to Yer sirtigacha bo'lgan ora- liqda sodir bo'lib, birlamchi koinot nurlanishidan keskin farq qiladi va asosan yuqori energiyali mezonlar. neytronlar, protonlar va <> komponentli elektron va gamma-kvantlardan iborat. Dengiz sathida yumshoq komponetlar intensivligi koinot nurlanishlari to'liq intensivli- gining taxminan 14 gismini tashkil qiladi..

Gamma va rentgen nurlari yumshoq va qattiq tashkil etuvchilarga boʻlinadi. Kosmik nurlanishlarning 10 sm qalinlikdagi qo'rg'oshinda deyarli yutiladigan qismiga yumshoq, yutilmasdan o'tgan qismiga esa qattiq komponentlar deyiladi. 1.25 MeV energiyada intensivlik K=500 marta kamayadi. Tekshirishlar shuni ko'rsatdiki, koinot nurlarining yumshoq va qattiq komponentlarga bo'linishi chuqur fizik ma'noga ega boʻlib, komponentlarni tashkil etgan zarralarning tabiati bilan uzviy bogʻliq ekan. Masalan, yumshoq komponent moddada kuchli yutiluv- chi zarralar-elektronlar va gamma-kvantlardan, qattiq komponenti esa, asosan relativistik myuonlardan iborat. Myuon massasi elektron massa- sidan 206,8 marta katta bo'lib, ular moddada kuchsiz yutiladi. Sababi, ularning tormozlanish nurlanishi juda kuchsiz bo'lib, o'z energiyasini asosan jonlashtirish hisobiga sarflaydi. Myuonlarning ikki asosiy turi mavjud boʻlib, ularning o'rtacha yashash vaqti - 2,2 mks ga teng

Kosmik nurlanishlarni yuzaga keltiruvchi yadro reaksiyalari nati- jasida hosil bo'ladigan radionuklidlarga kosmogen radionuklidlar deyiladi. Bunda bombordimon qiluvchi zarralar vazifasini birlamchi va ikkilamchi kosmik nurlar tarkibidagi zarralar, nishon sifatida atmosfera havosi tarkibiga kiruvchi kimyoviy elementlar, ya'ni azot, kislorod va argonlar bajaradi. Bu jarayonlar natijasida tritiy, uglerod-14, berilliy-7 va natriy-22 kosmogen radionuklidlari hosil bo'ladi. Tritiy izotopi havo tarkibida hosil bo'ladi va yog'ingarchiliklar natijasida yer sirtiga tusha- di. Tabiatda havo – tuproq - suv aylanishlarida qatnashadi. Tirik organizin to'qimalaridagi tritiy konsentratsiyasi o'rtacha 0.4 Bk/kg ni tashkil etadi. Uglerod-14 oksidlanadi va fotosintez orqali odatdagi karbonat an- gidrid gazi bilan biotik aylanishlarda qatnashadi. Bu radionuklidning o'rtacha konsentratsiyasi 27 Bk/kg tashkil etadi. Berilliy-7 radionuklidining yomg'ir suvlari bilan o'simliklar, sabzavotlar, inson va hayvonlar organizmlariga tushadigan miqdori 50 Bk/yilga teng bo'ladi.
Tritiy va uglerod-14 kosmogen radionuklidlari hosil bo`lish jarayo- niga batafsil to'xtalib o'tamiz. Birlamchi kosmik nurlanishlar ta'sirida atmosfera tarkibidagi azot atomidan radioaktiv izotoplar tritiy va uglerod-14 hosil bo'ladi. Bu murakkab jarayon bo'lib, quyidagi tartibda sodir bo'ladi: birlamchi tez protonlar azot va kislorod atomi yadrolaridan neytronlarni urib chiqaradi, bu neytronlar esa o'z navbatida boshqa azot atomlari yadrosi bilan o'zaro ta'sirlashib, proton va triton (tritiy atom yadrosi) hosil bo'ladi. Ushbu jarayon quyidagi tenglama ko'rinishda yoziladi:

Radioaktiv uglerod-14 inson organizimiga nafas olganda CO2 gaz bilan, hamda suv va turli oziq-ovqat mahsulotlari orqali kiradi. Shu jumladan, tritiy ham organizmda mavjud bo'lib, bu radioaktiv izotoplar umumiy radioaktiv fonni tashkil qiladi. Atrof - muhit, inson va barcha jonzotlar ushbu radioaktiv fon ta'siri ostida bo'ladi. Kosmik nurlanishlar intensivligi obyektning geografik joylashishiga bog'liq va dengiz sathidan ko'tarilgan sari oshib boradi. Masalan, Toshkent shahri geografik kengligida ekvatordagiga nisbatan inson to`qimalarida yutiladigan oʻrtacha yillik doza taxminan 1,3 marta katta bo'ladi va qutbga yaqin- lashgani sayin oshib boradi.

Tabiiy radioaktiv fonni vujudga keltiruvchi omillardan biri bu uran- toriy oilasi hisoblanadi.
T
abiiy radioaktiv izotoplar orasida yarim parchalanish davri Yerning yoshi (4,5 1 yil ) a yaqin uchta izotop ma'lum. Bularga uran-238 ( = 4,5-10 yil), uran-235 ( = 7-10 yil ) va toriy-232 112 ( = 1.4-1010 yil)lar misol bo'ladi. Bu izotoplarning hammasi Mende- 12 leev davriy sistemasining oxiridan joy olgan boʻlib, uchta radioaktiv oi- lani boshlab beradi. Uran oilasi davriy sistemada eng barqaror bo`lgan qo'rg'oshinning 206 Pb va 207 Pb. toriy oilasi esa Pb izotoplari bilan tu- gaydi. Radioaktiv oilalar 1-jadvalda keltirilgan bo'lib, bu oilalar ichida neptuniy oilasi hozirgi kunda uchramaydi, sababi yarim parchalanish davri nisbatan kichik bo'lgani sababli bu oila yo'q boʻlib ketgan.
Uchta radioaktiv oiladan tashqari radioaktiv xususiyatga ega bo'lgan beshta yadroaktiv yadrolar ham mavjud bo'ladi. Bularga quydagilar kiradi :
yil ;
yil ;
yil ;
yil ;
yil ;
Bular ichida ko'p uchraydigani o'simliklar tarkibida, inson vn hay- vonlar organizmida uchraydigani kaliy-40 radionuklidi hisoblanadi.
Tabiiy kaliy uchta izotopning aralashmasidan tashkil topgan, ya'ni kaliy-39 (p = 93,08 % ) , 40 (p=0,01%) va 41 (p-6,91%) (p-izotopning tabiatda tarqalganligi). Bular ichida kaliy-40 izotopi radioaktivdir. Tabiiy kaliyning izotop tarkibi o'zgarmas bo'lgani uchun, uning istal- gan birikmasida kaliy-40 radioizotopi bo'ladi . radionuklidining 89% ulushi parchalanish natijasida, asosiy holatdagi turg'un izotopiga aylanadi:

bu yerda - elektron antineytrinosi.

izotop yadrosi chiqaradigan elektronlar noldan to 1330 Kev gacha bo'lgan uzluksiz spektriga ega, ya'ni chiqayotgan elektronlarning maksimal kinetik energiyasi 1330 V gacha bo'ladi. Ushbu maksimal energiya spektrning chegara energiyasi ham deyiladi.
yadrosi, 11% holda orbitadagi elektronni qamrab (K-qamrash. ya'ni K-qobiqdagi elektroni qamrash), uyg'ongan holatdagi turg'un yadrosini hosil qiladi:

Ushbu argon yadrosi uyg'ongan holatdan asosiy holatiga E-1461 keV energiyali - kvant chiqarib o'tadi:

Demak, izotopi maksimal energiyasi 0,585 MeV bo'lgan, uzluk siz spektrga ega bo'lgan ẞ zarrachalar chiqaradi. Bundan tashqari 1461 keV energiyali monoenergetik -nurlanishlarni chiqaradi.

Endi mazkur ma'lumotlar asosida 1 g tabiiy kaliy 1 soniyada chiqaradigan β-zarralar va -kvantlar sonini hisoblaymiz. Bu hisoblashlarni bajarishdan oldin massali radioaktiv moddaning aktivligi aniqlanadi- gan ifodani keltirib chiqaramiz.

Massasim bo'lgan manbadagi radioaktiv yadrolar soni:

bu yerda N - Avogadro soni. μ- izotopning molyar massasi. Endi bu ifodani quydagi almashtrishlar bilan aktivlikni topamiz :

Agar aktivlik Bk larda emas, balki Kyurilarda hisoblansa, u holda (1.40) ifodani quyidagi ko'rinishda yozamiz:

1 g tabiiy kaliy chiqarayotgan β-zarralar sonini topish uchun radioizotopining tabiiy aralashmadagi foiz miqdorini va B-zarralar chiqishi yuz beradigan parchalanishlar ulushini hisobga olish kerak. Massasi g tabiiy kaliyda m'= lg=1 1g=1 g miqdorda "K radioizotopi bor: B-parchalanish uchun chiqish kattaligi =0,893 ga teng Ko'rilayotgan hol uchun ifoda quyidagi ko'rinishga keladi:

Agar bu ifodaga yuqorida ta'kidlangan qiymatlari qo'yib hisobla- sak. =28Bk qiymatni olamiz. Boshqacha aytganda 1 g tabiiy kaliy 1 s da taxminan 28 ta B-zarracha (elektron) chiqaradi. Shunga o'xshash hisobni K-qamrash uchun bajarsak. 1 g tabiiy kaliy 1 s taxminan 4 ta gamma kvant chiqarishini aniqlaymiz. Massasi 1 g tabiiy kaliy chiqarayotgan betta zarralar va gamma kvantlar sonini bilgan holda, ixtiyoriy massali istalgan kaliy birikmasi chiqarayotgan brtta va gamma kvantlar sonini toppish mumkin.