Radionuklidų skilimas kaip inertinių dujų šaltinis

248 0

Atliko: Nino Tabatadze

Radionuklidų skilimas kaip inertinių dujų šaltinis

Turinys

  1. Radionuklidai 2
    • Radionuklidų skleidžiami spinduliai 2

            1.2 Radionuklidai aplinkoje 3

            1.3 Neigiamas poveikis  4

  1. Inertinės dujos 6
    • Paplitimas gamtoje 8
    • Savybės ir naudojimas 8

2.3 Inertinių dujų junginiai 8

  • Radionuklidų skilimas ir jų produktai 9
    • Radonas 9
    • Helis 10
    • Neonas 12
    • Argonas 13
    • Kriptonas 15
    • Ksenonas 16

Literatūra 17

 

  1. Radionuklidai

    Radionuklidai – elementai, kurių atomai pasižymi nestabilumu. Išspinduliuodami daleles arba elektromagnetines bangas (energiją) jie tampa stabilesni. Išspinduliuota energija vadinama radiacija, o išskiriama spinduliuotė – radioaktyvumu. Radionuklidai yra natūralūs (esantys aplinkoje) ir antropogeniniai (susidarę dėl žmonijos veiklos).

    Ir natūraliu, ir antropogeniniu būdu suusidarę radionuklidai skleidžia penkių rūšių spindulius: α, β, γ, neutronų ir rentgeno. Jie skiriasi prigimtimi, energija, skvarbumu ir poveikiu gyvajam organizmui. Radionuklidai skleidžia vienos arba kelių rūšių spindulius.

    Spinduliuotės dozė, kuri nesukelia pakitimų, vadinama leistina doze. Maksimali leistina dozė yra tokia, kuri radioaktyvumui veikiant nuolat per 50 metų žmogaus organizme nesukelia jokių pokyčių.

  • Radionuklidų skleidžiami spinduliai

     Alfa (α) spinduliai (dalelės) – neutronų ir protonų srautas. Jie pasižymi mažu skvarbumu ir didele jonizuojančia galia (poveikio stiprumu). Šių spindulių sklaida nedidelė (3-12 cm), tačiau ypač stipri jonizuojanti galia gyviems orrganizmams sukelia didelį pavojų. Alfa spinduliai gyvuosius organizmus gali paveikti iš išorės ir iš vidaus. Patekę į organizmą per maistą, vandenį ar orą α spinduliai jonizuoja ląsteles ir jas ardo.

    Beta (β) spinduliai (dalelės) – tai elektronų ir protonų srautas. Jie pasižymi vidutinišku skvarbumu ir

r vidutiniška jonizuojančia galia. Nuo šaltinio sklinda keliolikos metrų atstumu, gali 1-2 cm įsiskverbti į gyvą organizmą, tačiau jų jonizuojantis poveikis daug silpnesnis negu alfa spindulių.

    Gama (γ) spinduliai – mažo ilgio (10-9-10-12 cm) ir didelio dažnio (10-20-10-22 Hz) elektromagnetinės bangos. Šių spindulių jonizuojanti galia mažesnė nei α spindulių, tačiau jie yra labai skvarbūs, veikia net per 30 cm storio geležies lakštą. Juos sulaiko švino, gelžbetoninės plokštės, žemės sluoksnis. Jie pasižymi didele energija ir greičiu (300 000 km/s).

    Neutronų spinduliai pasižymi dideliu skvarbumu ir biologiniu aktyvumu. Tai laisvųjų neutronų srautai. Jie sklinda labai plačiai, patekę į gyvus organizmus ardo ląsteles. Rentgeno spinduliai – elektromagnetinės 10-6-10-9 cm ilgio bangos.

     Rentgeno spinduliai yra tokios pat prigimties, kaip ir gama spinduliai, pasižymi dideliu skvarbumu ir energija. Juos sulaiko storas švino lakštas. Gyviems organizmams labai pavojingi.

  • Radionuklidai aplinkoje

     Radionuklidų skleidžiama energija į aplinką yra natūrali ir antropogeninė. Aplinkoje radionuklidai gali sklisti išsisklaidant kietoms ir skystoms radioaktyvioms medžiagoms, tad gali būti aerozolių ir kietųjų dalelių pavidalu.

     Dėl žmonijos veiklos radioaktyviųjų elementų koncentracija aplinkoje (ore, vandenyje, maisto produktuose) gali labai pasikeisti ir tapti pavojinga žmogui. Didelis pavojus kyla eksploatuojant atomines elektrines ir atliekant branduolinius bandymus, didžiausias – įvykus šios veiklos avarijoms.

     Aplinkos užterštumas radioaktyviais elementais yra pavojingas, nes nėra jaučiami išoriniai požymiai, jie nepasižymi juslinėmis savybėmis (pvz., kvapu).

     Iš visų gamtinės ki

ilmės radionuklidų didžiausi kiekiai yra 40K, todėl, kalbant apie antropogeninės veiklos įtaką jonizuojančiajai spinduliuotei, būtina atlikti šio izotopo elgsenos įvairiose sferose analizę. Radioaktyvusis kalio izotopas 40K yra vienas pagrindinių, nepriklausančių radioaktyviosioms šeimoms, radionuklidų. Jo skilimo pusamžis yra milijonai metų. 40K kartu su 87Rb, 238U bei 232Th radioaktyviųjų šeimų nariais yra pagrindiniai radioaktyvūs izotopai, aptinkami Žemės uolienose. Dėl 40K žmogus vidutiniškai gauna 0,3 mSv apšvitos dozę per metus, kurią organizmas pasisavina kartu su neradioaktyviaisiais kalio (būtino organizmo gyvybinei veiklai) izotopais. 40K yra beta ir gama spinduolis. Apie 89 % skilimų vyksta išlekiant beta dalelėms (E max = l,325 MeV) ir 40K virsta 40Ca. 11 % nestabiliųjų branduolių dėl elektronų pagavos pereina į 40Ar ir tuo metu išsiskiria gama kvantai, kurių energija – 1,46 MeV

     Lietuvoje yra pavojus dėl Ignalinos atominės elektrinės saugaus uždarymo ir Černobylio avarijos (1986 m. pačios didžiausios pasaulyje) liekamųjų pasekmių. Po šios avarijos 50 tūkst. prie elektrinės esančio miestelio (Pripetės) gyventojų buvo evakuota (bet tik po 3-ų dienų). Radioaktyviomis medžiagomis užteršta 5,7 mln. ha teritorija, o radioaktyvių kritulių šleifas pasiekė Italiją ir Skandinavijos šalis.

     Po Černobylio avarijos pirmosiomis dienomis kilo pavojus dėl radioaktyvaus jodo, dabar – dėl radioaktyvių stroncio ir kadmio. Po Černobylio avarijos Lietuvoje labai padidėjo aplinkos tarša trumpalaikiais (131I ir 142I), turinčiais trumpą skilimo pusamžį, ir ilgalaikiais (137Cs) su ilgu sk

kilimo pusamžiu radionuklidais. Dideli radionuklidų kiekiai (ypač cezio) nustatyti daugelio Lietuvos rajonų dirvožemyje. Černobylio avarija buvo globalinio pobūdžio, nes radionuklidai (Ru, Ce, I, Cs, Sr ir kt.) pasklido daugelyje šalių. Artimesniuose rajonuose buvo užteršti ir maisto produktai (mėsa, pienas, žuvų produktai, daržovės). Po avarijos atlikti maisto produktų tyrimų duomenys parodė, kad mėsoje cezio-137 koncentracija padidėjo apie 180, piene – iki 50 kartų. Daržovėse 137Cs buvo daug daugiau nei mėsoje ar piene. Tuo laikotarpiu labai pakito pieno savybės, buvo bloga gaminamų pieno produktų kokybė (ypač fermentinių sūrių).

     Radionuklidai, kaip ir sunkieji metalai, patekę į vandens telkinius, jūras, kaupiasi dugno dumble, vėliau vandens augaluose, planktone, moliuskuose ir žuvyse. Kuo aukštesnė gyvūnų išsivystymo pakopa, tuo radionuklidai jiems pavojingesni. Augalai radionuklidų poveikiui mažiau jautrūs negu gyvūnai. Augaluose susikaupusių radionuklidų kiekis priklauso nuo dirvos pH ir atskirų augalų absorbcijos intensyvumo. Gyvulių organizmas radionuklidų, palyginus su augalais, pasisavina šimtus kartų mažiau. Į karvių pieną pereina tik labai nežymus radionuklidų kiekis (~0,001 proc.), palyginus su jų kiekiu, patekusiu į karvės organizmą su pašarais.

     Radionuklidai į augalus patenka esant tiesioginiam užterštumui per orą ir iš dirvožemio. Tiesioginis užterštumas žemės ūkio augalams vegetacijos metu turi labai didelę reikšmę. Pagal absorbcijos intensyvumą augaliniai produktai išsidėsto tokia eile: kopūstai, burokai, bulvės, kviečiai. Žoliniai augalai (pievų žolės) radionuklidus, lyginant su da

aržovėmis, absorbuoja mažiau. Tolesnis radionuklidų absorbcijos procesas priklauso nuo jų tirpumo ir pasišalinimo greičio (pvz., po lietaus ir kt.). Netirpūs radionuklidai, patekę per orą, užteršia tik augalų, daržovių ar vaisių paviršių, o tirpūs absorbuojami per lapus, stiebus ir vaisius. Absorbcijos procesai vyksta labai greitai. Augalinių maisto produktų paviršinis užterštumas iš oro daug pavojingesnis, negu sukauptas per užterštą dirvožemį.

  • Neigiamas poveikis

     Radionuklidai į žmogaus organizmą patenka per orą, vandenį ir maistą. Pavojingiausi radionuklidai, patekę per plaučius. Radionuklidai spinduliuoja skirtingos rūšies radiaciją su skirtinga jonizuojančia energija, todėl gyvuose organizmuose susidaro skirtingas jonizacijos tankis (pvz., α, β ir γ spindulių jonizacijos tankio santykis atitinkamai yra – 10 000:100:1). Nuo šio tankio priklauso radionuklidų poveikis gyvam organizmui. Radionuklidų pavojingumas žmogaus organizmui taip pat priklauso nuo absorbcijos laipsnio.

     Blogai rezorbuojami tie radionuklidai, kurie žarnyne sudaro sunkiai tirpius kompleksus. Didelę reikšmę  radionuklidų rezorbcijai turi stabilių (t. y. paprastų) elementų (Fe, Ca, Zn, Co ir kt.) kiekis organizme. Jei maiste pakanka šių mineralinių medžiagų, žarnyne sumažėja atitinkamų radionuklidų (59Fe, 45Ca, 65Zn, 60Co) rezorbcija. Maistas, kuriame yra daug kalcio, sumažina stroncio-90 kaupimąsi skelete ir kauluose. Jei skydliaukėje yra pakankamai jodo, tai radioaktyvus jodas neabsorbuojamas. Radioaktyvių medžiagų rezorbcijai įtakos turi maisto sudėtis ir jo virškinimo greitis. Pavyzdžiui, stroncio patekimas į organizmą su pienu labai padidina jo rezorbciją.

     Radionuklidų rezorbcija organizme priklauso ir nuo žmogaus amžiaus. Jaunas, augantis organizmas radioaktyvaus stroncio rezorbuoja daugiau negu suaugusio žmogaus. Tai susiję su jaunam organizmui reikalingu dideliu mineralinių medžiagų, kurios būtinos skeletui susidaryti, kiekiu.

      Radionuklidų poveikis sukelia dviejų rūšių reakcijas: pirmines ir antrines. Pirmines reakcijas sukelia α ir β dalelės. Jos paveikia ląsteles sudarančių junginių atomus. Ypač didelį pavojų sukelia α ir β su oru įkvepiamos dalelės, taip pat patekę į organizmą su maistu arba per žaizdas.

     Antrines reakcijas sukelia γ spinduliai, neutronai ir rentgeno spinduliai, energiją atiduodami elektronams. Energijos paveikti elektronai „išmušami” iš atomo elektroninio apvalkalo ir sklisdami organizme ardo atomines jungtis, susidaro įvairios junginių grupės, inaktyvuojamos fermentinės sistemos, oksiduojamos aminorūgštys ir pan. Įvyksta pažeidimai DNR molekulėje, chromosomos sutrūkinėja. Sutrūkę fragmentai neatkuria prieš pažeidimą buvusio eiliškumo, todėl įvyksta genų mutacijos, sutrinka DNR dalijimasis, pakinta ląstelės forma ir dydis.

     Bendri organizmo pažeidimai vadinami spinduline liga, kuri gali būti ūminė ir lėtinė. Ūminės ligos požymiai pasireiškia dviem stadijomis. Pirmosios stadijos požymiai: ○ galvos skausmas; ○ pykinimas; ○ vėmimas; ○ širdies aritmija; ○ karščiavimas; ○ viduriavimas; ○ koordinacijos sutrikimas. Šie požymiai trunka nuo kelių dienų iki kelių savaičių. Jiems išnykus organizme vyksta kraujo pokyčiai – sumažėja leukocitų ir trombocitų kiekis.

     Po kelių (2-3) savaičių prasideda antroji ligos stadija. Jos požymiai: ○ karščiavimas; ○ aritmija; ○ svorio mažėjimas; ○ viduriavimas; ○ dezorientacija; ○ nerimas; ○ koordinacijos sutrikimai; ○ plaukų slinkimas. Pakinta kraujo sudėtis bei širdies ir kraujagyslių sistemos funkcijos. Sumažėja imunitetas, susergama infekcinėmis ligomis.

     Lėtinė liga išsivysto, kai ilgą laiką organizmą veikia mažos radionuklidų spinduliavimo dozės. Iš pradžių požymiai nėra ryškūs: prasideda centrinės nervų sistemos sutrikimai, pakinta kraujo sudėtis ir procesai organizmo imuninėje sistemoje. Vėliau išsivysto nevaisingumas, kūdikių apsigimimai ir įvairios onkologinės ligos. Dažniausiai susergama leukemija. Teigiama, kad leukemija ar kitos onkologinės ligos gali išsivystyti po kelerių metų ir tik vieną kartą apšvitinus kūną.

      Pagal Tarptautinio vėžio tyrimo centro 1972-2007 m. duomenis, radionuklidai, spinduliuojantys α ir β daleles, sukelia onkologinius susirgimus plaučiuose ir kauluose. Radis-224; -226; -228 ir jo skilimo produktai sukelia kaulų onkologinius navikus. Radonas-222 ir jo skilimo produktai pakenkia plaučius, išsivysto navikai plaučiuose. Rentgeno ir gama spinduliuotė pažeidžia kraujotakos sistemą, krūtis, skydliaukę ir kitus organus.

       Radionuklidai žmogaus organizme kaupiasi įvairiuose organuose:

  • plaukuose – 45Ca, 90Sr, 140Ba, 238U, 32P, 90Y, 95Zr;
  • pasklinda po visą organizmą – 140La, 144Ce, 227As, 239Th, 3H, 40K, 86Rb, 95Nb, 137Cs;
  • atskiruose organuose ir audiniuose: skydliaukėje – 131I, eritrocituose – 59Fe, kasoje – 65Zn, akies rainelėje – 99Mo.

     Radionuklidų rezorbcija žmogaus organizme intensyvesnė: ○ badaujant; ○ maiste trūkstant kalcio; ○ organizme trūkstant vitamino D; ○ nėštumo periodu.

      Kulinariniu būdu apdorojant, perdirbant žaliavas ir produktus galima sumažinti radionuklidų kiekius. Perdirbant grūdus pašalinami apvalkalėliai, ant kurių ir kaupiasi radionuklidai. Miltuose stroncio (90Sr) būna 1,5-3 kartus mažiau negu grūduose. Apdorojant bulves ir burokus pašalinama 30-40 proc. 90Sr. Radionuklidų aktyvumas sumažėja dar iki 10-20 proc. verdant burokus, kopūstus, žirnius, grybus, tačiau nuovire atitinkamai lieka iki 60, 80, 45, 85 proc. cezio (137Cs). Verdant mėsą sultinyje lieka apie 50 proc. radionuklidų. Pvz., 90Sr iš jautienos į sultinį patenka nuo 20 iki 50 proc., 137Cs iš vištienos – iki 45 procentų.

      Pieno produktuose radionuklidų kiekį galima sumažinti gaminant sviestą. Iš pieno į grietinę pereina 16 proc., į sviestą – tik 3,5 proc. 131I, į varškę – 27 proc., į sūrį – 45 proc. 90Sr. 137Cs grietinėje, varškėje, svieste, sūryje atitinkamai išlieka 9, 21, 1 ir 10 procentų.

      Lietuvoje didžiausi leistini maisto produktams ir pašarams radiacinės taršos lygiai (Bq/kg) yra nurodyti atitinkamuose dokumentuose. Ypač griežta kontrolė numatyta kūdikiams skirtam maistui.

  1. Inertinės dujos

      Inertinės dujos – (tauriosios dujos, retosios dujos) – periodinės elementų sistemos VIII grupės pagrindinio pogrupio cheminiai elementai – helis (He), neonas (Ne), argonas (Ar), kriptonas (Kr), ksenonas (Xe), radonas (Rn). Inertinės dujos yra randamos ore, vandenyje, kai kuriuose mineraluose, helis – požeminėse dujose. Susidaro per įvairius branduolinius procesus.

Lentelė 1

     Inertinių dujų negalima matyti, nes jos yra bespalvės, nedegios. Iš inertinių dujų negalima pagaminti naujų medžiagų – jos yra neaktyvios, nereaguoja su kitomis medžiagomis. Pavyzdžiui, argonas nereaguoja su įkaitusia metalo vielute, esančia elektros lemputės viduje. Helio papildomi dirižabliai, nes jis yra lengvesnės už orą dujos, nedega. Pro neono dujas leidžiant elektros srovę, jos švyti raudonai, todėl naudojamos reklamai.

Pav. 1

  • Paplitimas gamtoje 

    Inertinių dujų ore yra: 0,000524% He, 0,001818% Ne ir 0,934% Ar (tūrio dalimis). Kriptono ore yra tik apie 1×10-4 %, o ksenono – 5×10-6 %. Visos šios dujos (išskyrus helį) gaunamos iš oro. Helio yra kai kuriuose gamtinių dujų telkiniuose; pavyzdžiui, vakarinėje JAV dalyje esantys telkiniai turi iki 8 % tūrio Hee. Helį apsimoka išskirti net tada, kai jo tūrio dalis tesudaro 0,3%. Kai kurie radioaktyvūs Žemės plutos elementai skyla ir sudaro alfa daleles, kurios yra ne kas kita, kaip helio branduoliai. Radioaktyvusis skilimas papildo helio atsargas Žemės gelmėse. Žemėje helis yra retas elementas, o pagal paplitimą visatoje jis yra antrasis elementas po vandenilio.

  • Savybės ir naudojimas

    Iš inertinių dujų plačiausiai naudojamos helis, neonas ir argonas. Helis pasižymi ypatingomis fizikinėmis savybėmis. Jis išlieka skystas net 0 K temperatūroje, o tuo tarpu visos kitos žinomos medžiagos tampa kietomis aukštesnėje temperatūroje, pavyzdžiui, vandenilis sustingsta 14 K temperatūroje.

    Kai kuriuose metalurginiuose procesuose, suvirinant metalus, gaminant ypatingai gryną silicį ir germanį puslaidininkiams, medžiagas reikia apsaugoti nuo deguonies arba azoto poveikio. Tokiose vietose sudaroma helio arba argono atmosfera. Giliai vandenyje dirbantys narai kvėpuoja helio ir deguonies mišiniu, jis kartais naudojamas medicinoje. Elektros lempos, pripildytos argono ir azoto mišinio, yra ekonomiškesnės ir patvaresnės. Vykstant elektros iškrovai neone, dujos švyti būdinga raudona šviesa (neono šviesos). Kriptonas ir ksenonas naudojami lazeriuose ir fotoblykstėse.

     Daug skysto heelio sunaudojama aušinimui. Stipriai atšaldyti metalai pasidaro superlaidūs, t.y., jų elektrinė varža pasidaro lygi nuliui. Branduoliniams skilimams tirti ir elementariosioms dalelėms greitinti reikia labai galingų elektromagnetų, kurių vijos aušinamos panardinus į skystą helį. Mokslinėse laboratorijose naudojamų MBR (magnetinio branduolių rezonanso) spektroskopų magnetai aušinami skystu heliu. Dujiniu heliu galima pripildyti oro balionus.

     Inertinėmis dujomis prileidžiamos kaitinimo, dujošvytės, signalinės lempos. Naudojamos elektroninėje, vakuuminėje ir branduolinėje technikoje. Atmosferoje suvirinami metalai. Skystas helis naudojamas kaip šaldymo agentas.

  • Inertinių dujų junginiai

     Nors 8A grupės elementai buvo atrasti dar XIX a. pabaigoje, jų junginių nebuvo žinoma iki pat 1962 m. Dėl šios priežasties jiems prigijo inertinių dujų pavadinimas. Šiuo metu sužinojus, kad “inertinės” dujos nėra visiškai inertiškos, daugelyje kalbų šios grupės elementus imta vadinanti tauriosiomis dujomis, bet lietuvių kalboje šis pavadinimas nėra prigijęs. Tai, kad ilgą laiką nebuvo žinomi 8A grupės elementų junginiai, pasitarnavo Lewis ryšio teorija. 

     1962 m N. Bartlett ir D. H. Lohmann pastebėjo, kad O2 ir PtF6 gali jungtis moliniu santykiu 1:1, sudarydami junginį O2PtF6. Šio junginio savybės rodė, kad tai joninis junginys: [O2]+[PtF6]. Įdomu, kad deguonies molekulės jonizacijos energija (1177 kJ/ mol) beveik tiksliai sutampa su Xe pirmąja jonizacijos energija (1170 kJ/mol). Xe atomo spindulys apytikriai lygus deguonies molekulės spinduliui. Tokie sutapimai piršo mintį, kad galėtų egzistuoti junginys XePtF6. Bartlett ir Lohmann pastebėjimas buvo apvainikuotas sėkme – jiems pavyko susintetinti pirmąjį “inertinio” elemento junginį – geltonos spalvos kristalinę medžiagą, kurios sudėtis XePtF6. (Vėliau paaiškėjo, kad gautojo junginio sudėtis šiek tiek sudėtingesnė, nei manyta pradžioje. Teisingiau būtų rašyti tokią formulę Xe (PtF6)n, kur n yra tarp 1 ir 2.) Greitai po šio atradimo įvairiose pasaulio laboratorijose pavyko susintetinti ir daugiau 8A grupės elementų junginių. Buvo pastebėti tokie dėsningumai: lengviausiai susintetinami didesnio atominio numerio 8A grupės elementų junginiai, nes jų atomus lengviausia jonizuoti.  pageidautina, kad jungčių sudaryme dalyvautų labai elektroneigiamų elementų atomai (pvz. F arba O).  Pavyko susintetinti keturių ksenono oksidacijos laipsnių junginius. Ksenono fluoridai (XeF2, XeF4, XeF6) yra bespalvės kristalinės medžiagos, stabilios, jeigu nekontaktuoja su vandeniu. XeO3 yra sprogi balta kieta medžiaga, o XeO4 yra sprogios bespalvės dujos. 

      Inertinių dujų junginių atradimas metė iššūkį chemikams teoretikams. Reikėjo paaiškinti jungčių susidarymą dalyvaujant inertinių dujų atomams. Inertinių dujų junginių molekulių formas gerai prognozuoja valentinių elektronų porų atostūmio teorija (VEPAT). Bet tokios geometrinės formos reiškia, kad XeF2 junginyje ksenono hibridizacija sp3d, o XeF4 – sp3d2.

  1. Radionuklidų skilimas ir jų produktai
    • Radonas

 

     cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Rn, eilės numeris 86, tauriosios inertinės dujos. Radono pavadinimas susijęs su radžiu – tai radioaktyviosios dujos, kurios dažnai atsiranda kaip radžio skilimo produktas. Laikoma, kad 1900 m. radoną atrado Vokietijos chemikas F. Dornas, tačiau jau 1899 m. tyrinėdamas torio preparatus, anglų mokslininkas E. Rezerfordas nustatė, kad jie į orą skleidžia iki tol nežinomą radioaktyvią medžiagą.

      Vienas rečiausių Žemės cheminių elementų. Bespalvės, bekvapės, labai sunkios, švytinčios tamsoje dujos. Žinomi 34 radono izotopai. Išgaunamas iš dujų mišinio pašalinant chemiškai aktyvias medžiagas, vėliau atskiriant azotą ir kitas inertines dujas. Atšaldytas skystėja ir virsta bespalviu skysčiu, kuris žemesnėje nei – 71 °C laipsnio temperatūroje tampa geltonas, o žemesnėje nei – 180 °C laipsnių temperatūroje oranžiniai raudonas. Labai maži radono kiekiai yra gamtiniuose vandenyse. Iš statybinių medžiagų kaupiasi patalpose. Radonas ir jo s

. . .

    Gaunamas iki -100 °C atšaldytą orą distiliuojant frakciniu būdu. Naudojamas cheminėje sintezėje, branduolinėje technikoje, metalurgijos procesuose, puslaidininkių medžiagų gamybai, reklaminėse šviesose (švyti mėlynai). Per metus pagaminama apie 5·1010 m³. Žinomi trys stabilūs izotopai.

   Pagrindiniai Žemėje esančių argono izotopai yra: 40Ar (99.6%), 36Ar (0.34%), ir  38Ar (0.06%). Natūraliai pasitaikanti 40K, kurio skilimo pusamžis yra 1,25 × 109 metų. Skyla prie stabilaus 40Ar (11.2%) elektronų užfiksavimu ar positronų emisija, taip pat stabilias 40Ca (88,8%) beta skilimu. Šios savybės ir koeficientai naudojami nustatant akmenų amžių. Žemės atmosferoje 39Ar yra sudaryta kosminių spindulių aktyvumu. Požeminėje aplinkoje jis taip pat gaminamas kai 39K gauna neutroną, po protonų emisijos.  37Ar yra sudaryta kai 40Ca gauna neutroną, po alfa dalelės emisijos, kaip požeminis branduolinių sprogimų rezultatas.

    Tarp vietovių Saulės sistemoje argono izotopinė sudėtis labai skiriasi, kur pagrindinis argono šaltinis yra 40K skilimas 36Ar nuklide.

      40Ar yra labiausiai gausus argono izotopu, susidaro dėl 40K skilimo (skilimo pusamžis 1.25×109 metų) kai gauna neutroną ir išduoda positroną, dėl to tai yra naudojamas nustatant akmenų amžių pagal kalio-argono metodą.

     Juo pripildomos elektros lemputės ir taip pat naudojama suvirinimo procesuose.

  • Kriptonas

    Kriptonas – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Kr, eilės numeris 36.

Pav. 5

    Kriptonas ilgą laiką tyrinėjamas tik kartu su argonu, kadangi jo nebuvo galima išskirti, jis buvo tarsi paslėptas (gr. krypton – paslėptasis).

    Natūraliai kriptonas Žemės atmosferoje susideda iš penkių stabilių izotopų ir dar vieno 78Kr izotopo, su tokiu ilgu pusamžiu (9.2×1021  metų), jis gali būti laikomas stabiliu. Šis izotopas turi antrą ilgiausią žinomą skilimo pusamžį tarp visų izotopų, kurie buvo pastebėti; tai atliekama 78Se dvigubo elektrono fiksavimas. 81Kr – atmosferos reakcijų produktas gaminamas su kitais natūraliai kilusiais kriptono izotopais (pusamžis – 230,000 m). Kriptonas yra labai lakusis ir neatitinka tirpalo paviršiniame vandenyje, tačiau 81Kr buvo naudojamas seno (50 000 – 800 000 metų) požeminio vandens amžiaus nustatymui.

    85Kr yra inertinės radioaktyviosios dujos kurių skilimo pusamžis yra 10,76 metų. Jis gaminamas po urano ir plutonio skilimo, pvz.: branduolinių bombų bandymų ir branduolinių reaktorių. 85Kr išleidžiamas branduolinių reaktorių kuro šerdžių perdirbimo metu. Dėl konvekcinio maišymo, Šiaurės ašigalio koncentracija yra 30% didesnė nei Pietiniame ašigalyje.

     Kriptonas naudojamas lazeriuose bei fotoblykstėse. Jų veikimas pagrįstas tuo, kad pro kriptono dujas leidžiant elektros srovę susidaro elektromagnetinių bangų spindulys.

 

 

  • Ksenonas

   Ksenonas – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Xe, eilės numeris 54. Atradus kriptoną, buvo rastos dar vienos inertinės dujos, kurios buvo nežinomos, svetimos.

Pav. 6

   Natūraliai ksenonas yra sudarytas iš aštuonių stabilių izotopų, tai yra daugiau nei bet kuris kitas elementas, išskyrus alavą, kuris turi dešimt. Iš teorijos prognozuojama, kad izotopai 124Xe ir 134Xe  dvigubos beta pasklidimo, tačiau niekada nebuvo pastebėta, todėl jie laikomi stabiliais. Be to, ištirti daugiau nei 40 nestabilių izotopų. Ilgiausias šių izotopų gyvenimą turi 136Xe, kuris patiria dvigubai beta skilimas, kurio pusėjimo trukmė yra 2,11 × 1021 metų. 129X gaminamas po 129I beta skilimo, kurio skilimo pusamžis yra 16 milijonų metų. 131mXe, 133Xe, 133mXe ir 135Xe yra 235U ir 239Pu kilimo produktai ir yra naudojami branduoliniams sprogimams aptikti ir stebėti.

    Kaip ir kriptonas, ksenonas yra naudojamas lazeriuose, lanko lempose bei fotoblykstėse. Jų veikimas pagrįstas tuo, kad pro kriptono dujas leidžiant elektros srovę, susidaro elektromagnetinių bangų spindulys.

     Mes galime sakyti kad radionuklidų skilimas yra inertinių dujų vienas iš pagrindinių šaltinis, kurio metu suformuoja jų pagrindinis kiekis.

 

Literatūra:

  1. Pečiulienė M, Vilnius, 2006. Daktaro disertacija – Gamtinės jonizuojančiosios spinduliuotės antropogeninių pokyčių tyrimas ir įvertinimas.
  2. http://www.manoukis.lt/mano-ukis-zurnalas/aplinkosauga/2626-radionuklidai-ir-ju-sukeliamos-gresmes
  3. https://mokslai.lt/referatai/chemija/inertines-dujos.html
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/Xenon
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/Neon
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Xylene
  7. https://en.wikipedia.org/wiki/Helium
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Krypton

Join the Conversation