Ռադիոնուկլիդներ

Ռադիոնուկլիդներ կամ Ռադիոակտիվ իզոտոպներ քիմիական տարրերի անկայուն իզոտոպներ, որոնք ինքնակամ փոխակերպվում են այլ նուկլիդների։ Այն ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնց կյանքի տևողությունը համեմատելի է Արեգակնային համակարգի տարիքի հետ, կոչվում են բնական ռադիոակտիվ իզոտոպներ։

Դրանցից երեքը ²³⁸Ս (կիսատրոհման պարբերությունը T_1/2=4, 5•10⁹ տարի), ²³⁵Ս (T _1/2=7, 13•10 տարի) և ²³²Th (T_1/2= 1, 41 • 10¹⁰ տարի) կազմում են երեք ռադիոակտիվ ընտանիքների տոհմասկիզբ, որոնց տրոհման վերջնական արդյունքը կապարի կայուն իզտոպներն են։

Ռադիոակտիվ ընտանիքների իզոտոպներ

Ռադիոակտիվ ընտանիքների իզոտոպների զանգվածի թվեր փոխվում են օրինաչափորեն՝ A=4n+ բանաձևով (ո-ը ամբողջ թիվ է, իսկ C-համապատասխանաբար հավասար է 2, 3 և 0)։ C= 1 հաստատունով չորրորդ ռադիոակտիվ ընտանիքը, որի տոհմասկիզբը ²³⁷Np իզոտոպն է (T_1/2=2, 2• 10⁶ տարի), ստացվել է արհեստականորեն, ռեակտորում։

Այս շարքի վերջնական արդյունքը ²⁰⁹Bi կայուն իզոտոպն է։ Բացի վերոհիշյալ ռադիոակտիվ ընտանիքների իզոտոպներից, գոյություն ունեն բնական այլ իզոտոպներ (⁴⁰K, ⁸⁷Rb, ¹⁸⁷Re և այլն), որոնք տրոհվելով, տալիս են կայուն միջուկներ, սակայն ռադիոակտիվ ընտանիքների տոհմասկիզբ չեն։

Այն ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնք ստացվում են լաբորատոր պայմաններում, տարբեր միջուկային ռեակցիաների հետևանքով, կոչվում են արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներ․։ Դրանց թիվը մոտենում է 2000-ի և անընդհատ ավելանում է։ Բնական և արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպը օգտագործվում են գիտական հետազոտություններում, արդյունաբերության, գյուղատնտեսության, բժշկության մեջ և այլուր։ Լայն տարածում է գտել «նշակիր» միջուկների օգտագործումը։

Ուրանի իզոտոպները և ²³⁹Pu իզոտոպը ծառայում են որպես միջուկային վառելիք և ատոմային զենքի հումք։ Pm-ի, Po-ի, Pu-ի և ուրիշ ռադիոակտիվ իզոտօպներ լայնորեն կիրառվում են ատոմային մարտկոցներում։ Կալիֆոռնիումի 252Cf իզոտոպն ինքնակամ բաժանման ընթացքում արձակում է միջին հաշվով 4 նեյտրոն և ծառայում որպես նեյտրոնների հզոր աղբյուր։

Տեսակներ

Ռադիոնուկլիդներ լինում են 2 տեսակի `

• բնական
• տեխնածին

Բնական ռադիոնուկլիդներից շատերն ունեն երկրային ծագում։ Ներկայումս Երկիր մոլորակի վրա պահպանվել են 23 երկարակյաց ռադիոակտիվ տարրեր։ Դրանց թվին են պատկանում ` ուրան-228-ը, թորիում-232-ը, կալիում-40-ը, վանդանդիում-50-ը, ինդիում-115-ը, ռուբիդիում-87 և այլն։

Տեխնածին ռադիոնուկլիդները ստացվում են միջուկային էներգետիկայի ոլորտի տարբեր ճյուղերում ` ատոմների միջուկները տարբեր ազդեցությունների ենթարկելու արդյունքում։ Այս ռադիոնուկլիդները ՌԹ-ների հիմնական բաղկացուցիչ և վտանգավոր մասն են կազմում։

Միջուկային տրոհման արգասիքներն իրենցից ներկայացնում են ավելի քան 36 էլեմենտների 200 ռադիոակտիվ իզոտոպների բարդ խարնուրդ։ Ակտիվության մեծ մասը կազմում են « կարճ ապրող 0 ռադիոնուկլիդները ` ստրոնցիում-89-ը, ստրոնցիում-90-ը, յոդ-131-ը, ցիրկոնիում-95, ռութենիում- 103-ը, ցեզիում-136-ը, ցեզիում-137-ը, բարիում-140-ը, ցերիում-141-ը, ցերիում-144-ը, ջրածին- 3-ը։

ՌԹ-ները մարդու համար վտանգ են ներկայացնում, ուստի դրանց հետ վարվելու կանոններն ու նորմերը սահմանվում են ՄԿՌԶ-ի, ՄԱԳԱՏԷ-ի կողմից և Ազգային նորմերն ու կանոնները հաշվի առնելով։ ՌԹ-ների հետ վարվելու անվտանգությունը կանոնակարգված է Ռադիոակտիվ անվտանգության նորմերով։

ՌԹ-ները բաժանվում են 3 խմբի ` թույլ, միջին և բարձր ակտիվությամբ։ Դրանք են ` օգտագործված միջուկային վառելիքը, ճառագայթման աղբյուրները, իոնափոխանակող խեժերը, ֆիլտրերը, կենսաբանական օբյեկտները և այլն։ Տարբերում ենք 3 տեսակի ՌԹ-ներ ` պինդ, հեղուկ, գազային ։ Դիտարկենք դրանք առանձին-առանձին։ Գազային ՌԹ-ներն են, օրինակ, ԱԷԿ-երի օդափոխման համակարգի գազերը, որոնք հարուստ են ռադիոնուկլիդներով։ Գազային ՌԹ-ների կազմի մեջ են մտնում հիմնականում ռադիոակտիվ ազնիվ գազեը ` 85Kr, 85mKr, 88Kr, 133Xe : ՌԹ-ների ոչ ճիշտ վնասազերծման դեպքում կարող է տեղի ունենալ ռադիոակտիվ նյութերի ` ռադիոնուկլիդների արտահոսք ( միգրացիա գերեզմանոցից շրջակա միջավայր ), որը կբերի շրջակա միջավայրի ռադիոակտիվ աղտոտմանը, ինչն իր մեջ լուրջ վտանգներ է պարունակում կենդանի օրգանիզմների համար ` ներառյալ մադուն։

Արտահոսքի հիմնական պատճառներ

Ռադիոնուկլիդների արտահոսքի հիմնական պատճառներից են կոնտեյներներից ռադիոնուկլիդների լվացումը և կոնտեյներների `ջրով քայքայումը։ Մեր օրերում բարձր ակտիվությամբ ՌԹ-ների մեծ մասը (առաջացող միջուկային վառելիքի վերամշակումից ) պահվում է կա՛մ հեղուկների ( թթուների կամ ալկալիների ), կա՛մ աղային կոնցենտրատների տեսքով ( ալկալիական լուծույթների ) չժանգոտվող կամ ցածրածխածնային պողպատից պատրաստված ռեզերվուարներում։ Բայց նույնիսկ այս պայմանները չեն կարող ապահովել ՌԹ-ների ` շրջակա միջավայրից լրիվ մեկուսացումը։ ՌԹ-ների ` երկրի մակերևույթային շերտերում թաղման վտանգն այն է, որ ռադիոնուկլիդների արտահոսքի դեպքում դրանք կարող են ներծծվել ստորերկրյա ջրերի մեջ `դարձնելով դրանք օգտագործման համար ոչ պիտանի և չափազանց վտանգավոր։

Մեր օրերում ՌԹ-ներով ծովերի աղտոտման վտանգը դեռ փոքր է, քան ածխաջրածիններով աղտոտման վտանգը, բայց արդեն ժամանակն է մտածելու այդ մասին։ Գոյություն ունի աղտոտման 2 հնարավոր դեպք`դժբախտ պատահար, որը կարող է տեղի ունենալ ատոմային վառելիքով աշխատող նավի վրա, և լաբորատորիաներից ու ձեռնարկություններից ՌԹ-ների անընդհատ հեռացումը։ Դիտարկենք միջուկային վառելիքով աշխատող նավ, որի 50000ԿՎտ հզորությամբ ռեակտորն աշխատում է առանց կրկնակի լիցքավորման`6 ամսվա ընթացքում օգտագործելով 10կգ ճեղքվող նյութ, որն օժտված է 107 Կյուրի ռադիոակտիվությամբ։ Եթե բախման արդյունքում այդ նավը խորտակվի ինչ-որ նավահանգստում, ապա այդտեղի ջրի մակերևույթին ռադիացիայի մակարդակը հավասար կլինի 0.5Ռ օրական։ Եթե այդպիսի դժբախտ դեպք տեղի ունենա որևէ գետի գետաբերանի մոտ գտնվող նավահանգստում, ապա 2-200 օր կպահանջվի աղտոտված ջրի լրիվ մաքրման համար ` կախված գետի հոսանքի արագությունից։

Ինչ վերաբերում է լաբորատորիաների ու գործարանների օգտագործած ռադիոակտիվ ջրերին (ինչպես նաև ԱԷԿ-երի ռեակտորների հովացման համար օգտագործված ջրերին), ապա դրանք կարող են հայտնվել անմիջապես ծովի մեջ և ստեղծել ռադիոակտիվության բարձր կոնցենտրացիայով առանձին գոտիներ, կամ կուտակվել ոչ մեծ խորության վրա գտնվող տիղմային նստվածքներում։

Գազային ՌԹ-ներն աղտոտում են հիմնականում մթնոլորտը։ Դա տեղի է ունենում հետևյալ կերպ . ԱԷԿ-եիր ռեակտորների աշխատանքի ժամանակ առաջացած ռադիոնուկլիդները ներթափանցում են օդափոխման համակարգ և դրա միջոցով արտանետվում են մթնոլորտ և աղտոտում ԱԷԿ-եիր շրջակա օդը, իսկ քամու առկայության դեպքում աղտոտված օդը կարող է տեղափոխվել հարյուրավոր կմ-երի վրա։ Մթնոլորտի ՝ գազային ՌԹ-ներով աղտոտմանն են բերում նաև միջուկային զենքի տարբեր տեսակների փորձարկումները։

ՌԹ-ների վնասազերծման, պահպանման կամ, առհասարակ, ռադիոակտիվ նյութերի շահագործման ռեժիմների խախտումները կարող են բերել աղետալի հատևանքների։

Այդպիսի մի դժբախտ դեպք տեղի է ունեցել 1957 թվականին Կիշտիմ քաղաքի մերձակայքում գտնվող ՌԹ-ների վերամշակման գործարանում։ Սառեցման համակարգի խափանման պատճառով տեղի ունեցավ 85 տոննա չափազանց վտանգավոր ՌԹ-ներ պարունակող ռեզերվուարի պայթյուն, որի հետևանքով 20.000.000 Կյուրի ընդհանուր ակտիվությամբ ռադիոնուկլիդներ հայտնվեցին մթնոլորտում։ Աղտոտման տարածքը կազմեց 300 կմ-ից ավելի։

Այդպիսի վթարներ տեղի են ունեցել նաև ԱԷԿ-երի աշխատանքի ընթացքում։ Մինչ օրս միջուկային ռեակտորներում տեղի է ունեցել 3 լուրջ վթար։ Դրանք տեղի են ունեցել 1957 թ.-ին Ուինդսքեյլում (Անգլիա), 1979 թ.-ին Թրի Մայլ-Այլենդում ( ԱՄՆ ) և 1986 թ.-ին Չերնոբիլում (նախկին ԽՍՀՄ-ի տարածքում)։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։