На нашем канале публикуется полная версия трилогии Владимира Нагаева «Период полураспада группы «Хибина» в формате коротких историй. Акция приурочена приближению памятной даты - 60 летней годовщины трагедии группы Дятлова.
Читателям необходимо иметь четкое представление, что означает «период полураспада». Многие публикации будут посвящены теме радиации, поскольку причина гибели туристов группы Дятлова – комбинированное радиационно-химическое поражение организма радиоактивными изотопами фосфора и серы. Данный факт будет убедительно доказан путем научного обоснования.
Каждый химический элемент таблицы Менделеева имеет изотопы – разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся друг от друга только своей массой. Все изотопы делятся на два вида: радиоактивные (нестабильные) и нерадиоактивные (стабильные).
Например, химический элемент сера имеет четыре стабильных изотопа (сера-32, сера-33, сера-34, сера-36) и порядка двадцати нестабильных. Среди радиоактивных изотопов серы, применяемых в различных областях науки, доминирует сера-35. Химический элемент фосфор имеет только один стабильный изотоп фосфор-31 и более двадцати нестабильных. Среди радиоактивных изотопов фосфора наибольшую популярность при исследовании в научных целях получил фосфор-32 и в меньшей степени фосфор-33.
Радиоактивность – это способность атомов некоторых изотопов самопроизвольно распадаться, испуская ионизирующее излучение различных видов. Приоритет в открытии радиоактивности (1896) принадлежит французскому физику лауреату Нобелевской премии Беккерелю, по этой причине первоначально радиоактивные излучения называли лучами Беккереля.
Основные виды радиоактивного распада:
а) альфа – распад (альфа-излучение), поток положительно заряженных альфа-частиц, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов;
б) бета – распад (бета-излучение), - выбрасывание из ядра атомов бета-частиц (свободных электронов);
в) гамма – распад (гамма-излучение), поток электромагнитных квантов высокой частоты, испускаемых ядрами атомов при переходе из возбужденных состояний в более низколежащие состояния.
Период полураспада – время необходимое для распада половины атомов данного изотопа радиоактивного элемента. При радиоактивном распаде исходный атом одного химического элемента превращается в атом другого химического элемента.
Например, продуктом распада радиоактивного изотопа сера-35 является стабильный изотоп хлор-35, который применяется в быту в качестве средства дезинфекции и радиационной опасности не представляет. Хлор хорошо растворяется в воде. Водным раствором хлора обеззараживают воду на городских водозаборах, в бассейнах, а в полевых условиях - воду в специальных резервуарах для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд. Хлорная вода способна растворить золото, только этот процесс идет очень медленно: недели и даже месяцы. Радиоактивный изотоп сера-35 стал причиной таинственного превращения золотых зубов Золотарева в металл белого цвета. Но об этом отдельная история.
Продуктом распада радиоактивного изотопа фосфор-32 является стабильный изотоп сера-32, а детище распада радиоактивного фосфора-33 – стабильный изотоп сера-33. Из стабильных изотопов серы в фармакологической промышленности изготавливается серная мазь для лечения кожных болезней. Природная сера незаменима в процессе изготовления синтетического латекса, из которого получаются на первый взгляд невинные воздушные шары. Однако при сочетании человеческого цинизма с глупостью даже безобидные воздушные шары могут перевоплотиться в орудие убийства.
Важная деталь! Период полураспада не означает, что за время в два периода полураспада все активные атомы полностью распадутся. Через определенный промежуток времени остается половина радиоактивных элементов, через такой же промежуток времени из оставшихся атомов распадается ещё половина, так происходит и в процессе дальнейшего распада. При этом ионизирующее излучение сохраняется длительное время, которое значительно превышает период полураспада. Следует знать, что период полураспада всегда остается постоянным независимо от температуры и давления среды обитания, изменить его невозможно.
В трактовке понятия «период полураспада» зачастую появляются неверные представления смыслового значения. Например, радиоактивный изотоп фосфор-32 имеет период полураспада 14,3 дней, следовательно, через 2 недели распадется его первая половина, а ещё через 2 недели – вторая половина, и радиоактивный изотоп фосфор-32 полностью распадется и исчезнет. Это глубоко ошибочное мнение!
Для радиоактивного фосфора с периодом полураспада 14,3 дней это означает, что через 2 недели его количество станет меньше первоначального в 2 раза, через 4 недели в 4, через 6 недель станет меньше в 8 раз, и так будет продолжаться постоянно, но полностью радиоактивный изотоп не исчезнет никогда. В такой же пропорции будет уменьшаться и радиация, излучаемая радиоактивным изотопом фосфор-32. Для процесса радиоактивного распада характерен экспоненциальный закон уменьшения во времени среднего числа радиоактивных частиц и квантов (таблица и рисунок представлены ниже).
Таблица № 1. Доля нераспавшихся атомов изотопа в зависимости от периодов полураспада.
Рис. №1. Экспоненциальный график зависимости.
В чем смысл этого понятия?
Период полураспада необходимо учитывать для того, чтобы определить время, когда радиоактивный химический элемент станет безопасным и когда наступит период практически полного распада. В радиобиологии принято считать, что активность небольшого количества (граммы) или с невысокой начальной активностью (милликюри, микрокюри) изотопа уменьшается до практически безопасного уровня через 10 периодов полураспада. За этот промежуток времени количество радиоактивных атомов, а, следовательно, и актов распада изотопа, т.е. его радиоактивность, уменьшается в 1024 раза.
Всё зависит от начального уровня радиоактивного загрязнения вещества или биологического объекта. Чтобы получить приближенное значение времени полного распада, следует умножить период полураспада на 20. Через 20 периодов полураспада радиоактивность упадет настолько, что ее нельзя будет обнаружить приборами.
На рис. №1 показана зависимость числа распадающихся атомов от периодов полураспада. Теоретически кривая экспонента никогда не сольется с осью абсцисс, но на практике можно считать, что ориентировочно через 10–20 периодов полураспада радиоактивное вещество распадается полностью. Все зависит от исходного уровня загрязнения местности, одежды, снаряжения, биологических тканей.
В таблице №2 приведены данные периода полураспада, безопасного периода и периода практически полного распада для некоторых радиоактивных изотопов. Таблица составлена по материалам творческого шедевра американских ученых Дж.Хайна и Г.Браунелла «Радиационная дозиметрия» (1958).
Таблица № 2. Периоды полураспада, безопасного периода и практически полного распада некоторых бета-излучателей.
Уважаемые читатели, в таблице №2 обратите особое внимание на 20 периодов полураспада изотопа сера-35. Время практически полного распада радиоактивной серы составляет 4,8 лет. Примерно на такой период времени (1959-1964) органами государственной власти район Отортена был закрыт для посещения туристов.
В одной из историй нашего канала будет рассказано о загадочных путешествиях Золотарева под прикрытием инструктора по туризму в район тайного немецкого аэродрома, расположенного на Северном Кавказе. Так вот, после его «туристских походов» район тайного немецкого аэродрома органами государственной власти был закрыт для посещения до середины 1970-х годов. Казалось бы, инструктор по туризму в живописных районах Приэльбрусья водит многочисленные группы путешественников. Должны же были остаться в живых свидетели походов и вспомнить Золотарева - легенду группы Дятлова, получившего всемирную известность. Увы, но таких свидетелей нет. А может быть, их походы тоже были роковыми?
Внимательно следите за публикациями или подписывайтесь на наш канал. Не упускайте случай поделиться интересными статьями с друзьями в социальных сетях и мессенджерах.