Плутоний в окружающей среде

В природе 239Ри встречается в ничтожно малых количествах. Этот элемент постоянно образуется в урановых рудах в результате захвата нейтронов космического излучения и нейтронов, образующихся при самопроизвольном делении тяжелых ядер изотопом урана 238и. Атомы этого изотопа превращаются в 239и. Ядра этого изотопа очень нестабильны, они испускают электроны и тем самым повышают свой заряд, происходит образование нептуния (23^р) — первого трансуранового элемента. 23^р также неустойчив, его ядра тоже испускают электроны и всего за 56 ч половина 239Кр превращается в 239Ри.

В среднем содержание 239Ри в природных объектах приблизительно в 400 тыс. раз меньше чем радия. В связи с этим обнаружить природный плутоний очень трудно. Малые количества 239Ри — трил-лионная доля — и продукты распада могут быть найдены в урановых рудах, например в природном ядерном реакторе в Окло, Габон (Западная Африка). Так называемый «природный ядерный реактор» считается единственным в мире, в котором несколько миллионов лет назад происходило образование актиноидов и их продуктов деления в геосфере (подробнее о природном ядерном реакторе см. разд. 4.5.3).

Благодаря использованию прецизионной масс-спектрометрической техники было обнаружено наличие в докембрийском бастнезите (цериевая руда) самого долгоживущего изотопа плутония (7"1/2 = = 80 млн лет) — 244Ри. В природе 244Ри находится преимущественно в виде практически нерастворимого в воде диоксида (Ри07). Поскольку относительно долгоживущий изотоп 240Ри находится в цепочке распада 244Ри, то его распад имеет место быть, однако это происходит очень редко (1 случай на 10000). Очень небольшие количества 238Ри относятся к весьма редкому двойному (3-распаду материнского изотопа — 238и, который был найден в урановых рудах.

Таким образом, плутоний все-таки существует в природе, но в ничтожно малых количествах. Содержание плутония в рудах колеблется от 0,4 до 15 частей элемента на 1012 частей урана (Несмеянов, 1978). По этой причине плутоний не добывают из природных объектов, а синтезируют в реакторах.

Плутоний попадает в окружающую среду в результате ядерных испытаний. В период 1945—1963 гг., на который приходится пик испытаний ядерного оружия, в атмосферу поступило около 5 т плутония. К 80-м гг. прошлого века это количество удвоилось.

В связи с проведением ядерных испытаний США в Океании в середине 50-х гг. повысилось содержание плутония в Тихоокеанском регионе. Время нахождения плутония в поверхностных водах океана составляет от 6 до 21 года. Из вод плутоний поглощается гидробион-тами и микроорганизмами и после их отмирания выседает на дно с биогенными частицами. Следы изотопов 247Ри и 255Ри были обнаружены также в пыли, собранной после взрывов термоядерных бомб.

Загрязнение природных объектов плутонием связано также с авариями на ядерных объектах и эксплуатацией техники, в которой используется этот элемент. Так, в январе 1968 г. самолет В—52 военно-воздушных сил США, несший на борту четыре ядерных заряда, потерпел крушение на территории Гренландии. В результате взрыва — разрушение зарядов и утечка плутония в окружающую среду.

В январе 1978 г. произошел другой случай радиоактивного загрязнения природных объектов плутонием. В результате неконтролируемого схода с орбиты советский спутник с ядерным источником энергии на борту упал на территорию Канады. В окружающую среду попало более 1 кг 238Ри, распространившегося на территорию площадью около 124 тыс. м2.

Утечки плутония случаются из лабораторий и промышленных предприятий. Известно более двадцати аварийных случаев утечки из лабораторий 235и и 239 Ри. Так, на протяжении 1953—1978 гг. аварийные случаи привели к потере от 0,81 (Маяк, 1953 г.) до 10,1 кг (Томск, 1978 г.) 239Ри.

Наибольшее плутониевое загрязнение окружающей среды произошло в результате аварии на ЧАЭС. Из разрушенного 4-го энергоблока станции в атмосферу попало около 190 т радиоактивных веществ (в том числе и изотопы плутония).

В глобальных выпадениях Ри, вероятно, находится в основном в виде смешанных оксидов РиОх • МО, в выбросах предприятий ЯТЦ — РиОх • Н20; РиОх • МОх; нитратов и комплексных соединений с органическими лигандами.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >