Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Распределение скорости образования изотопов внутри атмосферы может быть рассчитано на основании данных об интенсивности космических луче ) и из экспериментальных исследований происходящих при этом реакций [54]. Основным свойством такого распределения является широкий максимум на высотах около 12 км, который несколько смещается в зависимости от геомагнитной широты (рис. 55). Этот слой с максимальной скоростью образования изотопов возникает в результате взаимодействия следующих двух факторов быстрого уменьшения потока низкоэнергичных нейтронов с уменьшением высоты и вертикального распределения плотности атмосферы. В результате образуется максимум на указанном уровне и, кроме того, именно это взаимодействие определяет скорость образования изотопов. Наличие таких слоев с максимальной скоростью образования относится к категории основных атмосферных явлений такие слои возникают всякий раз, когда та или иная составляющая (например, озон, атомарный кислород и т. п.) образуется в результате поглощения внешнего излучения.

ПОИСК





Радиоизотопы, образующиеся под действием космических лучей

из "Химический состав и радиоактивность атмосферы"

Распределение скорости образования изотопов внутри атмосферы может быть рассчитано на основании данных об интенсивности космических луче ) и из экспериментальных исследований происходящих при этом реакций [54]. Основным свойством такого распределения является широкий максимум на высотах около 12 км, который несколько смещается в зависимости от геомагнитной широты (рис. 55). Этот слой с максимальной скоростью образования изотопов возникает в результате взаимодействия следующих двух факторов быстрого уменьшения потока низкоэнергичных нейтронов с уменьшением высоты и вертикального распределения плотности атмосферы. В результате образуется максимум на указанном уровне и, кроме того, именно это взаимодействие определяет скорость образования изотопов. Наличие таких слоев с максимальной скоростью образования относится к категории основных атмосферных явлений такие слои возникают всякий раз, когда та или иная составляющая (например, озон, атомарный кислород и т. п.) образуется в результате поглощения внешнего излучения. [c.268]
Два радиоактивных изотопа —Т и С — входят в состав газов, и их атмосферный цикл уже рассматривался в гл. 1 в связи с циклами водяного пара, водорода и углекислого газа. Возможно, 5 = также некоторое время присутствует в виде газа, например в виде ЗОг. Другие изотопы будут проходить через стадию первичных частиц и захватываться аэрозолями так же, как это происходит с продуктами распада радона и торона. Следовательно, процессы выведения таких изотопов из атмосферы идентичны соответствующим процессам выведения аэрозолей, т. е. проникновению из стратосферы в тропосферу при перемешивании и осаждению из тропосферы на подстилающую поверхность. В табл. 44 приведены рассчитанные полные скорости образования под действием космических лучей всех наблюдавшихся изотопов и периоды их полураспада. [c.268]
Концентрация в тропосфере изотопов, возникших под действием космических лучей, чрезвычайно низка. Экспериментальные трудности, связанные с измерением таких концентраций, можно обойти, если оценить концентрации в тропосфере, исходя из предположения, что скорость образования указанных изотопов в тропосфере в два раза меньше общей и что время жизни аэрозоля составляет 30 дней. Полученные при этом цифры приведены в четвертом столбце табл. 44. [c.268]
Изотопы Т, С , 5 , Na и, возможно, в небольшой степени Р образовались, кроме того, в результате атомных испытани начиная с 1954 г. Концентрации искусственных Т и пока что значительны по сравнению с естественным фоном что касается короткоживущих 5 и Р32, то их концентрации вернулись к нормальным уровням летом 1961 г., так как последний раз перед этим данные изотопы были выведены в атмосферу весной 1958 г. во время ядерных взрывов на островах Тихого океана. [c.269]
Обычно предполагается, что окисляется в С Оа. Недавно Пандоу и др. [82] провели лабораторные исследования окис-.тення образовавшегося при облучении смеси 02+ 2, и обнаружили, что 90% С окислилось в С О. Измерения удельной активности С О в атмосфере отсутствуют, и проверить этот вывод пока невозможно, но все наблюдения, по-видимому, свидетельствуют о том, что С Ог является конечной формой, в которой С присутствует в атмосфере. Из-за большого периода полураспада С разницы между удельными активностями атмосферного СОо в стратосфере и тропосфере практически нет. [c.270]
Ведено широтное распределение общей скорости образования Ве . Изменения скорости образования Ве и колебания высоты тропопаузы компенсируют друг друга таким образом, что скорость образования Ве в тропосфере практически не зависит от широты, в то время как общая и стратосферная составляющие этой скорости заметно возрастают с широтой. Соответствующие распределения для других изотопов весьма сходны с приведенными на рис. 56. [c.271]
СКИХ лучей, будет захватываться аэрозолями и образовывать вторичные частицы, так как периоды полураспада соответствующих изотопов намного превосходят периоды полураспада короткоживущих продуктов распада радона и торона. [c.272]
Распределение по размерам частиц стратосферного аэрозоля, прпведеппос в табл, 29 для двух высот, несколько отличается от показанного на рис, 26, Однако привлечение теории Лассена, согласно которой распределение вторичных радиоактивных частиц по размерам имеет максимум в области значений радиусов, несколько меньших 0,1 мк, приводит к распределению, не очень сильно отличающемуся от приведенного на рис, 54, кривая 3. Этот размер частиц столь мал, что выпадение таких частиц из стратосферы будет происходить с такой же интенсивностью, как и выведение газов. Поскольку процессы адсорбции для различных изотопов, по-видимому, одинаковы, то и вымывание последних с дождем и т. п, из тропосферы также будет практически одинаковым. Из этих кратких рассуждений видно, что естественные аэрозоли в такой же степени важны как переносчики изотопов, возникших под действием космических лучей, как и для переноса продуктов распада эманаций в тропосфере. [c.272]
Многочисленные данные по стратосферным концентрациям Ве были получены в процессе выполнения Программы высотных исследований Министерства обороны США [34]. Анализ этих данных указывает на то, что распределение концентрации Ве по широте и высоте в стратосфере вплоть до высоты 20 км удовлетворительно согласуется с распределением, рассчитанным из условия радиоактивного равновесия, за исключением слоев, близких к тропопаузе, в которых существенную роль играет обмен воздушных масс с тропосферой. [c.273]
Вернемся теперь к сопоставлению рассчитанных скоростей образования негазообразных изотопов с измеренными скоростями выведения их из атмосферы с осадками. В настоящее время отсутствуют достоверные данные о Ве °, 51 и Ыа вследствие низких уровней их активности. Приближенную оценку скорости образования N3 2 произвели Маркез и др. [75], но надежных расчетных данных не имеется. [c.273]
Концентрации Ве , Р и 5 в дождевой воде первоначально измерялись в Индии, и все полученные значения недавно обобщены Лалом и др. [55]. Этп цифры были умножены на среднюю интенсивность осадков в данном широтном поясе, и полученные таким образом скорости осаждения приведены в табл. 45. [c.273]
Скорости осаждения у Ве оказались в 1956, 1957 и 1958 гг. практически постоянными, и их согласие с рассчитанными величинами мол но признать удовлетворительным. Все это подтверждает правильность приведенной выше цифры 30 дней для среднего периода пребывания аэрозолей в тропосфере. У соответствие также оказывается хорошим, однако экспериментальные значения, относящиеся к 1956 и 1958 гг., несколько выше расчетных. Возможно, в эти годы 10—30% Р образовалось в результате взрывов на поверхности воды при ядерных реакциях с такими компонентами морской воды, как 5 п С . Полученные экспериментальные данные для 8 оказались определенно слишком высокими, особенно в 1956 и 1958 гг., когда превышение составляло от 5 до 20 раз, за счет искусственных продуктов, образовавшихся при ядерных испытаниях. [c.274]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте