Radioaktiv elementlar uran va toriy kimyosi

Radioaktiv izotoplar yordamida tuproq va tog’ jinslarining yoshini aniqlash

Tabiiy radioaktivlik tog’ jinslari va tuproq yoshini aniqlashda ishlatiladi. Bunda yoshni aniqlash izotop miqdorini shu izotopning oxirgi mahsulotining miqdoriga nisbati bilan aniqlanadi.
Hozirda uran — qo’rg’oshin, kaliy — argon, rubidiy — stronsiy, radiouglerod usullari keng qo’llaniladi. Bulardan tuproq yoshini aniqlashda radiouglerod usuli qo’llaniladi, xolos. Qolganlari tog’ jinslari, ona jinslarining yoshini aniqlashda ishlatiladi. Bunga sabab tuproq hali nisbatan yosh bo’lib, tog’ jinslarining yoshi esa katta, U-Pb, K-Ar, Rb-Sr, usullari bir necha million yillarni o’z ichiga olib aniqlay oladi.
U-Pb usulida U -ni izotoplarining yemirilishidan Pb hosil bo’lishi nazarda tutiladi. Bunda ixtiyoriy uran izotopini aniqlab shu izotopning oxirgi mahsulotiga mos qo’rg’oshin miqdori aniqlanib nisbati olinsa, yoshning funksiyasi kelib chiqadi. Qolgan usullardan ham shunday foydalanish mumkin.
Radiouglerod usuli tuproq yoshini 70000 yil bilan 100000 yil oralig’idagisini aniqlay oladi. 3000-8000 yil oralig’idagi yoshda katta aniqlik beradi. Bu usulda gumus va uning tarkibiy qismlarining yoshini aniqlash ham mumkin. Bu ko’milgan tuproqlar uchun qulay metod bo’lib, yoshni katta aniqlikda aniqlab beradi.
Dobrovolskiy ma’lumotlariga ko’ra, eng yosh tuproqlar qatorida (bir necha 100) podzol tuproqlari, eng yoshi katta tuproqlar (bir necha 1000 yil) qora tuproqlar turadi.

Tuproq qoplamining radioaktiv elementlar bilan ifloslanishi

Tuproqlarning radioaktiv elementlar bilan ifloslanishi 1950 yillarda kuzatilgan. Bu vaqtga kelib yadro qurolini sinash avj olib, ana shu qurol orqali tuproqlar ifloslangan. Hozir esa yadro qurolidan tinchlik maqsadida foydalanish yo’llari ko’paydi. Demak muhit ifloslanishi xavfi oshdi. Bularga AES lar, atom muz yorar kemalari, uran shaxtalari, rudniklar, zavodlar va boshqalar kiradi. Slanes bilan ishlaydigan issiqlik elektr stansiyalari, ko’mir, neft yoqilishi va boshqalar ham atrof muhitni radioaktiv elementlar bilan ifloslaydi.
Hozirgi kunda yangi-yangi aniq ifloslangan maydonlar Chernobil, Sempalatinsk, Nevadalar ifloslangan maydonlar hisoblanadi. Radioaktiv ifloslanishda xarakterli tuproq xususiyatlaridan: pH, gumus, ozuqa elementlari va boshqa xususiyatlari o’zgarmaydi. Faqat shu zarrachaning, ya’ni radioaktiv elementning ruxsat etilgan konsentratsiyasi tuproqda, o’simlikda o’zgarishi mumkin.
Tuproqning ifloslanishida unda uzoq yashaydigan izotoplarning roli katta. Bularga: Sr⁹⁰, I¹²⁹, Cs¹³⁷, Ce¹⁴⁴, Ra²²⁶, Th²⁹², U²³⁸,Ru²³⁹lar kiradi.
Bularning tuproqdagi harakatchanligi quyidagicha:
Sr90>Ru106>Cs137>Ce144>l129>Pu239.
Tuproqning o’z-o’zini tozalash qobiliyati elementning migratsiya jadalligiga va yemirilish tezligiga bog’liq bo’ladi. Antropogen radionuklidlar tuproqni ustki qatlamiga yoki yuzasiga tushadi. Shu sababli og’ir tuproqlarda yog’in kam tushadigan mintaqalarda taxminan 10 sm qalinlik atrofida saqlanadi. Demak yuzada to’planadi, akkumulyatsiyalanadi. Bu esa juda xavfli. Faqat yengil tuproqlardagina 10-15 yil davomida 40-50 sm chuqurga tushishi mumkin. Hozirgi hisob-kitoblarga qaraganda tuproqning yarim tozalanish davri, radionuklidni 0,4-0,7 va 0,5 yemirilish davriga to’g’ri keladi.
Og’ir tuproqlarning yuqori darajada gumusli tuproqlarning o’z-o’zini tozalashi nisbatan qiyin. Sabab radionuklidlar bunday tuproqlarga yaxshi yutiladi natijada kuchsiz migratsiyalanadi.
Sho’r tuproqlarga radionuklidlar kam yutiladi va kam saqlanadi. Tog’li tuproqlarda buning aksi. Tuproqning radioaktiv elementlar bilan ifloslanishi quyidagi hollarda faollashadi: ko’mirni yoqishda (Ra, U, Th), yadro qurollarining portlashida (Sr⁹⁰, Sr⁸⁹, Cs¹³⁷, U²⁹¹, Ru¹⁰⁶, Ce¹⁴⁴), yadro reaktorlaridan foydalanishda (Ca⁴⁵, Fe⁵⁵, C¹⁴), AES lar ta’sirida (transuranitlar).
Bu elementlarning hammasi radioaktivlik xossalariga ega, shu bois bular bilan ifloslangan tuproqlar va ozuqa zanjirini to’la o’rganilishi maqsadga muvofiq hisoblanadi.
Bundan tashqari hozirgi kunda qishloq xo’jaligida N¹³, Mg²⁸, P³², P³³, S³⁵, K⁴¹, Ca⁴⁵ va boshqalar turli maqsadlarda qo’llaniladi. Bu ishda nihoyat katta ehtiyotlik hamda bilimdonlik talab etiladi. Aks holda tezda tuproq va u orqali landshaftning boshqa bloklari ifloslanadi. Tuproqning ifloslantiruvchi omillari, ya’ni radioaktiv elementlarni aniqlash qimmatbaho texnika va katta bilimga muhtoj.
Bu borada keyinchalik mass-spektrlar ishini avtomatlashtirishda va undan foydalanishni osonlashtirishda mini-kompyuterlar, mikroprotsessorlardan foydalanish yaxshi natija beradi. Bu radioaktiv elementlarning miqdorini nisbatan yuqori sifatli darajada aniqlash va vaqtni tejashga olib keladi.