Природный калий состоит в основном из двух стабильных изотопов: 39 K (93.26 %) и 41 K (6.73 %), однако калий содержит также небольшое количество радиоактивного изотопа 40 K (0.01 %). Изотоп калий-40 является бета-активным и имеет период полураспада 1.251·10 9 лет.
Несмотря на невысокое содержание изотопа 40 K в природном калии и довольно большой период его полураспада, радиоактивность калия можно легко обнаружить даже с помощью простых приборов. В грамме природного калия каждую секунду происходит 32 распада ядер калия-40. Это соответствует радиоактивности 32 беккереля, или 865 пикокюри.
Считается, что радиоактивный распад 40 K является одним из основных источников геотермальной энергии, которая выделяется в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40 Ar, который является продуктом распада 40 K. Измеряя соотношение между изотопами 40 K и 40 Ar можно измерять возраст горных пород. На этом принципе основан калий-аргоновый метод определения возраста, который является одним из основных методов ядерной геохронологии.
С другой стороны, калий является одним из важнейших биогенных элементов, которые необходимы для всего живого. Разумеется, вместе со стабильными изотопами калия в живые организмы попадает и радиоактивный 40 K. Например, за счет калия-40 в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
Значительную часть радиоактивных изотопов человек получает с пищей (в среднем около 40 миллибэр в год или более 10 % суммарной годовой дозы). Практически все продукты содержат небольшое количество радиоактивных изотопов, но природный уровень радиоактивности некоторых продуктов заметно выше среднего. Среди таких продуктов можно назвать картофель, бобы, орехи и семечки подсолнечника. Сравнительно высокий уровень наблюдается в бразильском орехе (за счет повышенного содержания радиоактивных изотопов 40 K, 226 Ra, 228 Ra), радиоактивность которого может достигать 12000 пикокюри на килограмм и выше (450 Бк/кг и выше).
К числу продуктов с повышенной естественной радиоактивностью принадлежат также и бананы. Средний банан содержит 3520 пикокюри на килограмм веса, или примерно 520 пикокюри в 150-граммовом банане. Эквивалентная доза в 365 бананах (один в день в течение года) составляет 3.6 миллибэра или 36 микрозивертов. Основная причина радиоактивности бананов - природный изотоп калий-40.
Радиоактивность бананов неоднократно вызывала ложные срабатывания детекторов радиации, используемых для предотвращения незаконного ввоза радиоактивных материалов в США.
В ядерной энергетике даже используется термин "банановый эквивалент". Банановый эквивалент соответствует количеству радиоактивных изотопов, которые попадают в организм при съедании одного банана.
Утечки радиации на ядерных электростанциях зачастую измеряются в очень малых единицах, например, пикокюри (одна триллионная часть кюри). Сравнение этих доз с естественной радиоактивностью одного банана позволяет интуитивно оценить степень риска утечек.
Например, после аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, Комиссией по ядерной энергетике США был обнаружен радиоактивный йод в молоке местных коров в количестве 20 пикокюри на литр. Эта радиоактивность значительно меньше, чем в обычном банане. Стакан такого молока содержал всего 1/75 бананового эквивалента.
Следует, однако, учитывать, что подобное сравнение очень условно, поскольку излучение различных радиоактивных изотопов с точки зрения биологического действия отнюдь не эквивалентно. Кроме того, есть основания считать, что съеденный банан не повышает уровня радиации в организме, поскольку избыточный калий, полученный из банана, приводит к выводу из организма в процессе метаболизма эквивалентного количества изотопа 40 K.
Все мы знаем о явных вещах, которые являются источником радиации: атомные электростанции, микроволновые печи, ядерное оружие и посещение некоторых территорий Украины. Однако необходимо знать и о менее очевидных источниках радиации.
9. Бразильские орехи
Бразильский орех - один из самых радиоактивных источников пищи в мире, но не думайте, что парочка орехов наградит вас супер-умениями. Не наградит, люди уже пробовали. Как обнаружил один несчастный любитель орехов, поедание бразильских орехов чревато тем, что фекалии и моча станут чрезмерно радиоактивными. Причина этой радиоактивности проста: корни дерева, приносящего плоды бразильских орехов, уходят в землю настолько глубоко, что они поглощают большое количество радия, естественного источника радиации.
8. Центральный вокзал Нью-Йорка
Центральный вокзал Нью-Йорка - один из крупнейших вокзалов в мире. Для планирующих посетить этот вокзал будет неприятно узнать, что это и один из самых радиоактивных вокзалов. Его радиоактивность обусловлена стенами и фундаментом, построенными из гранита - горной породы, способной содержать естественную радиацию. Уровень излучения на вокзале настолько высок, что он превышает уровень, который по закону могут излучать атомные электростанции.
7. Эвакуационные знаки
Если вы посещаете школу или колледж, или работаете в офисе, вы наверняка видели светящиеся знаки «Выход» (или Exit). Так как знаки предназначены для того, чтобы провести людей в безопасное место в случае катастрофы, они не подсоединены к электрической сети здания - ведь электричества при экстренной ситуации, скорее всего не будет. Так как же они излучают этот свет? Батарейки с длительным сроком эксплуатации? Хомячки в колесе? К сожалению, нет: свет излучается радиоактивным изотопом водорода - тритием, содержащимся в знаке. Так что, если во время катастрофы, повлёкшей за собой отключение электричества, знак разобьётся, то радиоактивный изотоп может заразить всё здание и людей, находящихся в нём.
6. Наполнитель для кошачьего туалета
Если, по какой-то причине, вам когда-либо захочется нырнуть в туалет вашей кошки - хорошо подумайте над своим решением. Помимо того, что сама мысль об этом вызывает отвращение, наполнитель для кошачьего туалета ещё и является одним из самых часто встречаемых источников радиации в наших домах. Это обусловлено одним из главных компонентов наполнителя бентонитом - глинистым минералом, который отлично может впитывать фекалии и мочу, но очень плох в способности НЕ содержать остатки встречающихся в природе урана и тория, которые он содержит. Более того, по той причине, что ежегодно на свалку попадают тысячи тонн наполнителя, существует опасность того, что эта радиация может со временем попасть в подземные воды.
5. Бананы
Бананы, как и бразильские орехи, являются источником небольшого количества излучения. Но, если в случае бразильских орехов это результат того, что дерево «высасывает» радиацию из земли, бананы страдают излучением из-за того, что это в их генетическом коде. До того как вы ринетесь закапывать свои бананы в освинцованных гробах, стоит знать, что для того, чтобы получить лучевую болезнь надо съесть около 5 миллионов бананов. Так что, можно не беспокоиться - к моменту, когда человек будет доедать свой пятимиллионный банан, он уже, наверное, сам станет бананом. Тем не менее, излучение от бананов можно определить счётчиками Гейгера и если при прохождении сенсора радиации на таможне у вас в сумке будет связка бананов, не удивляйтесь, что вас остановят.
4. Кухонная столешница из гранита
Допустим, вы уже поклялись никогда не употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Ваше тело стало храмом, посвящённым чистому нерадиоактивному образу жизни. Однако если на вашей кухне есть столешница из гранита, существует немалый шанс того, что вся еда, приготовленная на ней, была облучена. Если вы всё ещё помните историю о Нью-Йоркском вокзале, вы уже догадались почему: гранит отлично хранит естественные источники радиации.
3. Сигареты
Тем, что сигареты вредны, уже никого не удивишь: ведь по телевизору столько говорят об этом, а всё что показывают по телевидению - правда! Многие сигареты содержат такие радиоактивные материалы, как полоний-210 (тот самый радиоактивный изотоп, от которого погиб Александр Литвиненко) и свинец-210 - если вы искали причину бросить курить, вот они. Эти изотопы, которые сохраняются в табачных листьях на протяжении всего процесса изготовления сигарет, выделяются в воздух в виде пара, когда сигарету поджигают, после чего курящий вдыхает их в свой организм. Несмотря на то, что концентрация этих изотопов небольшая, со временем химикаты накапливаются в органах заядлых курильщиков и, как считается, могут быть связаны с развитием некоторых видов рака.
2. Старая керамика и изделия из стекла
Очень трогательно, что бабушка оставила вам все эти старые вазы и изделия из стекла, но не позволяйте себя обмануть: вам надо прямо сейчас выбросить это всё, несмотря на все воспоминания, связанные с ними. Многое из глиняной посуды, произведённой до 1960 года - в основном то, что оранжевого или красного цвета - содержит в себе высокую концентрацию урана, при добавлении которого в глазурь получается тот самый узнаваемый цвет. Подобно этому, если у вас есть стеклянный антиквариат с зеленоватым оттенком - там содержится уран. Не стоит упоминать, что пить из таких приборов не стоит, так как помимо радиоактивности, настолько старый фарфор опасен ещё и тем, что из него выделяется свинец.
1. Глянцевая бумага журналов
Если издатель журнала хочет потратить больше денег, журнал печатают на глянцевой бумаге - в основном из-за того, что так журнал будет выглядеть лучше, но и по той причине, что они считают потребителей сороками, которые захотят купить что-то блестящее. Однако, для того, чтобы изготовить глянцевую бумагу её покрывают каолином - белой глиной. Как и глинистый материал, из которого изготавливают наполнитель для кошачьих туалетов, эта глина также способна содержать такие радиоактивные элементы, как уран и торий. Эта глина также используется в качестве пищевой добавки и одного из ингредиентов многих отпускаемых без рецепта лекарств.
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Природный калий состоит в основном из двух стабильных изотопов: 39 K (93.26 %) и 41 K (6.73 %), однако калий содержит также небольшое количество радиоактивного изотопа 40 K (0.01 %). Изотоп калий-40 является бета-активным и имеет период полураспада 1.251·10 9 лет.
Несмотря на невысокое содержание изотопа 40 K в природном калии и довольно большой период его полураспада, радиоактивность калия можно легко обнаружить даже с помощью простых приборов. В грамме природного калия каждую секунду происходит 32 распада ядер калия-40. Это соответствует радиоактивности 32 беккереля, или 865 пикокюри.
Считается, что радиоактивный распад 40 K является одним из основных источников геотермальной энергии, которая выделяется в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40 Ar, который является продуктом распада 40 K. Измеряя соотношение между изотопами 40 K и 40 Ar можно измерять возраст горных пород. На этом принципе основан калий-аргоновый метод определения возраста, который является одним из основных методов ядерной геохронологии.
С другой стороны, калий является одним из важнейших биогенных элементов, которые необходимы для всего живого. Разумеется, вместе со стабильными изотопами калия в живые организмы попадает и радиоактивный 40 K. Например, за счет калия-40 в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
Значительную часть радиоактивных изотопов человек получает с пищей (в среднем около 40 миллибэр в год или более 10 % суммарной годовой дозы). Практически все продукты содержат небольшое количество радиоактивных изотопов, но природный уровень радиоактивности некоторых продуктов заметно выше среднего. Среди таких продуктов можно назвать картофель, бобы, орехи и семечки подсолнечника. Сравнительно высокий уровень наблюдается в бразильском орехе (за счет повышенного содержания радиоактивных изотопов 40 K, 226 Ra, 228 Ra), радиоактивность которого может достигать 12000 пикокюри на килограмм и выше (450 Бк/кг и выше).
К числу продуктов с повышенной естественной радиоактивностью принадлежат также и бананы. Средний банан содержит 3520 пикокюри на килограмм веса, или примерно 520 пикокюри в 150-граммовом банане. Эквивалентная доза в 365 бананах (один в день в течение года) составляет 3.6 миллибэра или 36 микрозивертов. Основная причина радиоактивности бананов - природный изотоп калий-40.
|
|
Радиоактивность бананов неоднократно вызывала ложные срабатывания детекторов радиации, используемых для предотвращения незаконного ввоза радиоактивных материалов в США.
В ядерной энергетике даже используется термин "банановый эквивалент". Банановый эквивалент соответствует количеству радиоактивных изотопов, которые попадают в организм при съедании одного банана.
Утечки радиации на ядерных электростанциях зачастую измеряются в очень малых единицах, например, пикокюри (одна триллионная часть кюри). Сравнение этих доз с естественной радиоактивностью одного банана позволяет интуитивно оценить степень риска утечек.
Например, после аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, Комиссией по ядерной энергетике США был обнаружен радиоактивный йод в молоке местных коров в количестве 20 пикокюри на литр. Эта радиоактивность значительно меньше, чем в обычном банане. Стакан такого молока содержал всего 1/75 бананового эквивалента.
Следует, однако, учитывать, что подобное сравнение очень условно, поскольку излучение различных радиоактивных изотопов с точки зрения биологического действия отнюдь не эквивалентно. Кроме того, есть основания считать, что съеденный банан не повышает уровня радиации в организме, поскольку избыточный калий, полученный из банана, приводит к выводу из организма в процессе метаболизма эквивалентного количества изотопа 40 K.
Многие пищевые продукты от природы радиоактивны из-за содержащегося в них калия-40 . В грамме природного калия происходит в среднем 32 распада калия-40 в секунду (32 беккереля , или 865 пикокюри).
Банановый эквивалент определяется как активность вещества, вводимого в организм при съедании одного банана. Утечки радиоактивных материалов на ядерных электростанциях зачастую измеряются в крошечных единицах вроде пикокюри (одной триллионной части кюри). Сравнение этой активности с активностью радиоизотопов, содержащейся в банане, позволяет интуитивно оценить степень радиоактивной опасности таких утечек. Но из-за разных дозовых коэффициентов радиоактивных изотопов, такое сравнение непригодно для оценки действительного уровня риска.
Некоторые продукты имеют природный уровень радиации выше среднего. Среди них картофель , бобы , орехи и семечки подсолнечника . Сравнительно высокий уровень наблюдается в бразильском орехе (за счёт повышенного содержания радиоактивных нуклидов 40 K , 226 Ra , 228 Ra), радиоактивность которого может достигать 12 000 пикокюри на килограмм и выше (450 Бк /кг и выше) .
Общее содержание калия в организме человека оценивается в 2,5 грамма на килограмм массы тела или 175 г в организме человека массой 70 кг. Такие количества калия имеют активность порядка 4-5 тысяч Бк (ещё около 3 тысяч Бк - от изотопа углерода-14) .
Когда-то в Богемии, где впервые был обнаружен уран, работавшие на серебряных рудниках шахтеры активно использовали против болезней одно необычное свойство рудничной воды. Считалось, что при регулярном употреблении она способствовала уменьшению простудных заболеваний. Чтобы усилить этот эффект, они приносили домой кусочки радиоактивной руды и клали их в свои подушки. Насморк, действительно, у них полностью исчезал. Правда, потом эти люди умирали от рака, однако в те времена никто таких диагнозов еще не ставил. Борьба с простудой для шахтеров была, по всей видимости, актуальнее.
Эту историю о богемских шахтерах напомнил в своей лекции известный популяризатор атомной науки и ядерных технологий, преподаватель Санкт-Петербургского государственного технологического института Андрей Акатов. Рассказанная им история во многом показательна. Дело в том, что мы обычно воспринимаем радиацию как прямую угрозу для жизни, тогда как на самом деле её влияние на организм гораздо сложнее. А что касается источников излучения, то их, как выяснилось, намного больше, чем многим из нас кажется.
«Все предметы вокруг нас – в том числе и мы сами, в обязательном порядке радиоактивны», – отметил Андрей Акатов. Отсюда следует, что избежать воздействия радиации невозможно в принципе.
Впрочем, во многих случаях этого даже не нужно, поскольку радиация в малых дозах может оказывать положительное воздействие на организм. По словам эксперта, опыты, проведенные на животных, показали: если их полностью изолировать от воздействия ионизирующего излучения, то у них начисто пропадает желание питаться и размножаться. Все функции организма быстро угасают. Выражаясь философски, без радиации утрачивается воля к жизни. Более того, без воздействия ИИ резко падает иммунитет. «Если полностью убрать радиационный фон, – замечает эксперт, – то мы с вами будем гораздо чаще болеть, нежели это происходит в обычном состоянии». Именно для этого некоторые люди специально ездят на радоновые источники. То есть намеренно пытаются получить небольшую дозу облучения, чтобы «запустить» иммунные процессы. К слову, полезное действие радоновых ванн известно уже более двух тысяч лет. К подобному виду лечения прибегали еще древние римляне. То же самое было когда-то и у японцев.
Как показал Андрей Акатов, огромное количество объектов вокруг нас имеют определенное излучение, и тем самым они вносят свой вклад в общий радиационный фон. Для этого, собственно, не нужно дожидаться никаких аварий на атомных электростанциях. «Фонят» многие предметы, даже вполне обычные. Радиоактивные вещества, от которых мы в течение своей жизни получаем основную дозу облучения, очень часто содержатся в самых разных материалах и продуктах, используемых нами в повседневной жизни. В качестве наглядного примера Андрей Акатов приводит набережную Санкт-Петербурга. «В гранитах и вообще в изверженных из магмы породах очень много радиоактивного калия-40, тория и урана», – уточняет он. Если подойти с дозиметром к знаменитому Гром-камню, на котором высится памятник императору Петру Великому, то радиационный фон там в четыре раза выше, чем в целом по городу. Причем, этот фон в самом Санкт-Петербурге даже выше, чем на территории Ленинградской АЭС. Связано это с тем, считает Андрей Акатов, что человек, в силу своей техногенной деятельности, концентрирует вокруг себя различные природные радиоактивные вещества.
Самый главный источник радиации в разных городах – в том же Санкт-Петербурге, в Мурманске, в Новосибирске, – это граниты и асфальт. В асфальте, на удивление, достаточно много радиоактивных веществ. «Когда вы идете по асфальту, – говорит Андрей Акатов, – то радиационный фон здесь заметно выше, чем когда вы идете по голой земле». Кстати, Горный Алтай, где граниты выходят на поверхность, также имеет место повышенный радиационный фон. Это одно из самых радиоактивных мест на территории нашей страны, утверждает Андрей Акатов. Схожая ситуация наблюдается и в Финляндии (также из-за гранитов). Этим она заметно отличается от соседней Ленинградской области.
Больше всего на радиационный фон влияет радон. Это так называемы «благородный» летучий газ. Он выделяется из почвы практически везде – поднимается по разломам в земле и совершенно спокойно проникает в наши дома, давая нам примерно половину от годовой дозы облучения. Так происходит по все планете – где-то чуть больше, где-то чуть меньше. Обычно радон поступает на первые и вторые этажи зданий (выше он не поднимается).
Еще один источник излучения – фосфатные удобрения. Радиоактивные вещества неизбежно концентрируются при переработке фосфатных руд, в связи с чем весь суперфосфат проходит обязательный радиационный контроль. «В противном случае можно перестараться и внести избыточное количество урана и тория под свои растения», – замечает эксперт.
Отдельная тема – строительные материалы. Самый радиоактивный строительный материал – это фосфогипс, получаемый при переработке упомянутых фосфатных руд. По мнению эксперта, если ваш дом построен с применением такого материала, то вы, возможно, находитесь в зоне радиационной опасности. В этом случае просто необходимо контролировать радиационную обстановку в вашей квартире и во всем здании. «Фонят» и некоторые газобетоны. Однажды из подобных материалов был построен поселок в Финляндии. В результате пришлось срочно расселять около ста домов, поскольку при проверке обнаружился повышенный радиационный фон. Некоторые строительные материалы интенсивно выделяют радон, из-за чего радиация может слегка «зашкаливать». В этом случае, считает Андрей Акатов, необходимо хорошо проветривать квартиру и регулярно проводить влажную уборку. Эти несложные меры обеспечивают вам нормальную защиту от повышенной радиации.
Радиоактивные вещества содержат и природные угли, используемые в тепловых станциях. И если углекислый газ при их работе улетучивается, то с радиоактивными веществами происходит все наоборот – они концентрируются в золе. Зола, в свою очередь, накапливается на территории станций. Поэтому, как это ни удивительно, возле городских ТЭЦ радиационный фон может оказаться выше, чем возле АЭС.
Даже сам человек является носителем радиоактивных веществ. Речь, в первую очередь, идет о калии-40 (К-40). Калий, как известно, помогает деятельности сердца и потому необходим человеку. К-40 является радиоактивным изотопом. Из-за него в каждом человеке, по словам Андрея Акатова, каждую секунду происходит четыре тысячи радиоактивных распадов. Соответственно, мы облучаем и самих себя, и своих соседей. Когда люди живут совместно, то они увеличивают суммарную дозу облучения примерно на один процент.
Наконец, самое интересное. «Атомщики, – объясняет Андрей Акатов, – придумали своего рода «банановый» эквивалент радиации. Бананы содержат большое количество калия. Поэтому этот популярный фрукт может запросто служить стандартом радиоактивности». Интересно, что когда партии бананов пересекают на границе пункты радиационного контроля, то нередко срабатывает ложная тревога из-за и их высокой природной радиоактивности.
Насколько банан радиоактивен? Согласно упрощенным расчетам, доза, которую мы получаем при флюорографии, равняется пятистам бананам. В принципе, считает эксперт, любую радиацию можно измерить в бананах. Хотя бананы – далеко не самый радиоактивный продукт. У бразильских орехов радиоактивность еще выше. Это растение вдобавок ко всему умудряется «втягивать» в себя из земной коры радий-226. На сегодняшний день бразильский орех считается самым радиоактивным из всех известных продуктов. Где-то поблизости находятся грибы, некоторые крупы и зелень (особенно сельдерей).
Впрочем, пугаться не стоит, поскольку радиоактивность указанных продуктов во много раз ниже опасного уровня. Так, годовая доза облучения, которую получают жители Новосибирской области (4 мЗв) эквивалентна сорока тысячам бананов. То есть, необходимо употребить целый контейнер этих тропических фруктов, чтобы приблизиться к обычным (и вполне нормальным) для нашего региона показателям.
